利用 squid 反向代理提高网站性能

红薯 发布于 2009/04/12 11:36
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本文在介绍 squid 反向代理的工作原理的基础上,指出反向代理技术在提高网站访问速度,增强网站可用性、安全性方面有很好的用途。作者在具体的实验环境下,利用 DNS 轮询和 Squid 反向代理技术,实现了网站的负载均衡,从而提高了网站的可用性和可靠性。

本文在介绍 squid 反向代理的工作原理的基础上,指出反向代理技术在提高网站访问速度,增强网站可用性、安全性方面有很好的用途。作者在具体的实验环境下,利用 DNS 轮询和 Squid 反向代理技术,实现了网站的负载均衡,从而提高了网站的可用性和可靠性。

现在有许多大型的门户网站如 SINA 都采用 squid 反向代理技术来加速网站的访问速度,可将不同的 URL 请求分发到后台不同的 WEB 服务器上,同时互联网用户只能看到反向代理服务器的地址,加强了网站的访问安全。

反向代理的概念

反向代理服务器又称为 WEB 加速服务器,它位于 WEB 服务器的前端,充当 WEB 服

务器的内容缓存器。其系统结构如图 1


图 1. 系统结构
系统结构

反 向代理服务器是针对 WEB 服务器设置的,后台 WEB 服务器对互联网用户是透明的,用户只能看到反向代理服务器的地址,不清楚后台 WEB 服务器是如何组织架构的。当互联网用户请求 WEB 服务时,DNS 将请求的域名解析为反向代理服务器的 IP 地址,这样 URL 请求将被发送到反向代理服务器,由反向代理服务器负责处理用户的请求与应答、与后台 WEB 服务器交互。利用反向代理服务器减轻了后台 WEB 服务器的负载,提高了访问速度,同时避免了因用户直接与 WEB 服务器通信带来的安全隐患。

Squid 反向代理的实现原理

目 前有许多反向代理软件,比较有名的有 Nginx 和 Squid 。 Nginx 是由 Igor Sysoev 为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点开发的,是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器,也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。

Squid 是由美国政府大力资助的一项研究计划,其目的为解决网络带宽不足的问题,支持HTTP,HTTPS,FTP 等多种协议,是现在 Unix 系统上使用、最多功能也最完整的一套软体。下面将重点介绍 Squid 反向代理的实现原理和在提高网站性能方面的应用。

Squid反向代理服务器位于本地 WEB 服务器和 Internet 之间 , 组织架构如图 2:


图 2. 组织架构
组织架构

客 户端请求访问 WEB 服务时,DNS 将访问的域名解析为 Squid 反向代理服务器的 IP 地址,这样客户端的 URL 请求将被发送到反向代理服务器。如果 Squid 反向代理服务器中缓存了该请求的资源,则将该请求的资源直接返回给客户端,否则反向代理服务器将向后台的 WEB 服务器请求资源,然后将请求的应答返回给客户端,同时也将该应答缓存在本地,供下一个请求者使用。

Squid 反向代理一般只缓存可缓冲的数据(比如 html 网页和图片等),而一些 CGI 脚本程序或者 ASP、JSP 之类的动态程序默认不缓存。它根据从 WEB 服务器返回的 HTTP 头标记来缓冲静态页面。有四个最重要 HTTP 头标记:

  • Last-Modified: 告诉反向代理页面什么时间被修改
  • Expires: 告诉反向代理页面什么时间应该从缓冲区中删除
  • Cache-Control: 告诉反向代理页面是否应该被缓冲
  • Pragma: 用来包含实现特定的指令,最常用的是 Pragma:no-cache

 

利用 Squid 反向代理加速网站实例

本实例的域名是 wenjin.cache.ibm.com.cn,通过DNS的 轮询技术,将客户端的请求分发给其中一台 Squid 反向代理服务器处理,如果这台 Squid 缓存了用户的请求资源,则将请求的资源直接返回给用户,否则这台 Squid 将没有缓存的请求根据配置的规则发送给邻居 Squid 和后台的 WEB 服务器处理,这样既减轻后台 WEB 服务器的负载,又提高整个网站的性能和安全性。该系统结构图 3 如下:


图 3. 系统结构
系统结构

配置的系统环境:

  • 一台 DNS 服务器:操作系统 Freebsd,软件 BIND 9.5,IP 192.168.76.222 ;
  • 三台 Squid 服务器:操作系统 Linux AS 4,软件 Squid 3.0,相应的 IP 如下:
Squid1:192.168.76.223 
Squid2:192.168.76.224
Squid3:192.168.76.225

 

  • 三台 WEB 服务器:操作系统 Linux AS 4,应用软件 Tomcat 5.0+Mysql,相应的 IP 地址如下:
webServer1:210.82.118.195 
webServer2:192.168.76.226
webServer1:192.168.76.227

 

应用软件的安装和配置

配置 DNS 服务器

软件利用 Freebsd 自带的 bind 9.5 。然后针对该系统配置 bind,首先修改 bind 的配置文件 /etc/namedb/named.conf,在文件中添加

zone "cache.ibm.com.cn"{ 
type master;
file "master/ cache.ibm.com.cn ";
};

 

再在 /etc/namedb/master 目录下添加 cache.ibm.com.cn 文件,该文件的内容如下:

$TTL    3600 
@ IN SOA search. ibm.com.cn. root. ibm.com.cn. (
20080807 ; Serial
3600 ; Refresh
900 ; Retry
3600000 ; Expire
3600 ) ; Minimum
IN NS search.ibm.com.cn.
1 IN PTR localhost.ibm.com.cn.
wenjin IN A 192.168.76.223
wenjin IN A 192.168.76.224
wenjin IN A 192.168.76.225

 

这样当用户请求的时候,DNS 通过轮询机制将 wenjin.cache.ibm.com.cn 的域名解析为 192.168.76.223、192.168.76.224 和 192.168.76.225 其中之一。

配置完成后,运行 rndc star t 启动 bind 服务。可在 /etc/rc.conf 中设置 named_enable="YES" 使得开机自启动。

用 ps – A |grep named 查看 bind 服务是否起来;

用 nslookup wenjin.cache.ibm.com.cn 测试 bind 服务是否正常运行。

配置 Squid1 服务器

  1. 下载 squid-3.0.STABLE8.tar.gz 源码包,将其放在 /home 目录下
  2. 解压缩tar – zxvf squid-3.0.STABLE8.tar.gz
    设置配置参数:cd squid-3.0.STABLE10
    ./configure – prefix=/usr/local/squid

    将 squid 安装在 /usr/local 目录下
  3. 编译安装:make&make install安装完以后会在 /usr/local 目录下看见 squid 目录。
  4. 配置 squid 配置文件

    编辑 squid.conf 文件,vi /usr/local/squid/etc/squid.conf

    cache_effective_user squid 
    cache_effective_group squid
    ######### 设定 squid 的主机名 , 如无此项 squid 将无法启动
    visible_hostname squid1.nlc.gov.cn
    ############# 配置 squid 为加速模式 #################
    http_port 80 accel vhost vport
    icp_port 3130
    ##### 配置 squid2、squid3 为其邻居,当 squid1 在其缓存中没有找到请求的资源时,
    通过 ICP 查询去其邻居中取得缓存
    cache_peer squid2.ibm.com.cn sibling 80 3130
    cache_peer squid3.ibm.com.cn sibling 80 3130
    ##### squid1 的三个父节点,originserver 参数指明是源服务器,
    round-robin 参数指明 squid 通过轮询方式将请求分发到其中一台父节点;
    squid 同时会对这些父节点的健康状态进行检查,如果父节点 down 了,
    那么 squid 会从剩余的 origin 服务器中抓取数据
    cache_peer 210.82.118.195 parent 8080 0 no-query originserver round-robin \
    name=webServer1
    cache_peer 192.168.76.226 parent 8080 0 no-query originserver round-robin \
    name=webServer2
    cache_peer 192.168.76.227 parent 8080 0 no-query originserver round-robin \
    name=webServer3
    #### 将 wenjin.cache.ibm.com.cn 域的请求通过 RR 轮询方式转发到三个父节点中的一个
    cache_peer_domain webServer1 webServer2 webServer3 wenjin.cache.ibm.com.cn
    ##### 下面是一些访问控制、日志和缓存目录的设置
    acl localnet src 192.168.76.223 192.168.76.224 192.168.76.225
    acl all src 0.0.0.0/0.0.0.0
    http_access allow all
    icp_access allow localnet
    cache_log /usr/local/squid/var/logs/cache.log
    access_log /usr/local/squid/var/logs/access.log squid
    cache_dir ufs /usr/local/squid/var/cache/ 1000 16 256
    ####### 对 squid 的一些优化 ###############
    maximum_object_size 10240 KB ### 能缓存的最大对象为 10M
    maximum_object_size_in_memory 512 KB ### 内存中缓存的最大对象 512K
    cache_mem 256 MB ###squid 用于缓存的内存量

    保存后 :wq 退出。

    在 /etc/hosts 文件中添加

    192.168.76.223  squid1.ibm.com.cn 
    192.168.76.224 squid2.ibm.com.cn
    192.168.76.225 squid3.ibm.com.cn

    保存后 : wq 退出。

    检查 squid 配置文件正确与否:/usr/local/squid/bin/squid – k parse

    生成缓存目录/usr/local/squid/bin/squid – z

    启动squid:/usr/local/squid/bin/squid

    配置 squid2 和 squid3 服务器

    squid2 和 squid3 服务器的配置方法和配置参数和 squid1 一样,配置完成后,分别启动这两个服务器上的 squid 服务。

    在 squid 的日志文件 cache.log 中,出现如下日志信息则说明三台 squid 之间成功配置为 sibling,且配置了三个父代理。

    2008/11/17 10:08:47| Configuring Sibling squid1.ibm.com.cn/80/3130 
    2008/11/17 10:08:47| Configuring Sibling squid3.ibm.com.cn/80/3130
    2008/11/17 10:08:47| Configuring Parent 210.82.118.195/8080/0
    2008/11/17 10:08:47| Configuring Parent 192.168.76.226/8080/0
    2008/11/17 10:08:47| Configuring Parent 192.168.76.227/8080/0
    2008/11/17 10:08:47| Ready to serve requests.

测试

测试之前,保证 DNS 服务、三台 squid 服务和三台 web 服务都正常起来。在客户端输入http://wenjin.cache.ibm.com.cn,则正确的显示该网页。服务器端的响应对客户端是透明的,客户端不知道请求是由哪台 WEB 服务器处理的;而且其中某台 Squid 服务器或 WEB 服务器发生故障,也不影响服务的正常运行。

总结

Squid 是一个开源的软件,利用它的反向代理技术可以提高网站系统的访问速度。本文在真实的网络环境下,利用三台 squid 反向代理服务器加速了网站的性能,同时结合 DNS 轮询技术实现了网站的负载均衡。经过一段时间的测试和试运行,该网站的访问速度和可用性方面都有很大的提高,从未出现过网站服务中断情况。

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七夜

很好的负载均衡解决方案

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隋济远
隋济远
了解了Squid的原理及使用方法。非常感谢~
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幽烛
幽烛
写的真仔细,太好了,很不错的方案~~
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程亚飞
程亚飞
正好需要,写的很详细,谢谢!!!
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