反向代理缓存的详细介绍

时间：2021-05-21 08:29:24|栏目：Nginx|点击：次

反向代理缓存的详细介绍

传统代理: 用户隐藏在代理服务器之后。代理服务器工作在应用层，它只转发它支持的协议的数据。

反向代理(Reverse Proxy): 这种机制是Web服务器隐藏在代理服务器之后，实现这种机制的服务器称作反向代理服务器(Reverse Proxy Server)。此时，Web服务器成为后端服务器，反向代理服务器称为前端服务器。

引入反向代理服务器的目的之一就是基于缓存的加速。我们可以将内容缓存在反向代理服务器上，所有缓存机制的实现仍然采用HTTP/1.1协议。

反向代理服务器不使用缓存:

可将Nginx做为Apache的反向代理服务器，反向代理服务器不使用缓存时，吞吐率会下降，因为原本直达Web的请求，现在绕路转达，处理时间必然会增加。

可将Web服务器和应用服务器分离，前者处理一些静态内容，并作为反向代理，后者处理动态内容。

反向代理服务器(RPS)使用缓存:

Varnish作为RPS，能够提供较好的缓存功能。如果缓存内容发挥作用，在Http响应头中服务器显示的是后端服务器，但Via标记会指示数据的来源。

RPS可通过修改流经它的Http头信息来决定哪些内容可以缓存，哪些内容不可以缓存。浏览器和Web服务器通过Http将自己的需求告诉RPS，RPS进行协调缓存。

Varnish通过配置文件来修改缓存规则，使用VCL语言。它也提供强制清除缓存的功能。Varnish提供一个监控程序Varnishstat用来监控缓存命中率。

缓存命中率和后端吞吐率的理想技术模型:

    实际吞吐率: 指反向代理服务器处理用户请求时的实际吞吐率。
    后端吞吐率: 指后端Web服务器处理来自反向代理服务器的请求时的吞吐率。
    活跃内容数: 在平均缓存有效周期内，反向代理服务器想后端服务器请求内容的次数。

    缓存丢失率=(活跃内容数/(实际吞吐率×平均缓存有效期))×100%
    缓存命中率= 1-缓存丢失率
    后端吞吐率= 活跃内容数/平均缓存有效期
    缓存命中率= (1-(后端吞吐率/实际吞吐率))×100%
    后端吞吐率 = (1 ?C 缓存命中率)×实际吞吐率

结论:

    1. 活跃内容数和平均缓存有效期一定的情况下，缓存命中率与实际吞吐率成正比。
    2. 实际吞吐率和平均缓存有效期一定的情况下，缓存命中率与活跃内容数成反比。
    3. 活跃内容数和实际吞吐率一定的情况下，缓存命中率与平均缓存有效期成正比。
    4. 活跃内容数一定的情况下，后端吞吐率与平均缓存有效期成反比。
    5. 平均缓存有效期一定的情况下，后端吞吐率与活跃内容数成正比。
    6. 缓存命中率的变化不一定会影响后端吞吐率。
    7. 后端吞吐率的变化不一定会影响缓存命中率。
    由此可见，缓存命中率越高，后端服务器工作量越少是错误的认识。

ESI(Edge Side Includes)

ESI类似于SSI，可以在页面中嵌入子页面，不同于SSI的是SSI在Web服务器端组装内容，ESI在Http代理服务器上组装内容，包括反向代理。

Varnish支持ESI，这样Varnish就支持网页局部缓存，实现局部更新动态内容。AJAX也有类似的功能(它对局部内容支持异步请求)。

穿过代理:

反向代理服务器作为用户和后端Web服务器的中介，它只将用户的Http请求转发给后端服务器，但用户的某些信息有时并不在Http请求中，如用户的IP地址和发送请求的TCP端口，这对于后端的Web服务器是不可见的，这就有必要想办法让这些信息

“穿过”反向代理服务器。

办法: 让反向代理请求后端服务器时携带附加的Http头信息(通过配置反向代理服务器来实现)。同样，如果后端服务器想要告知浏览器一些额外的信息，也可以在Http响应头中携带自定义的信息“穿过”反向代理。

Nginx和Lighttpd优势主要体现在网络IO模型上。

Nginx利用epoll模型可以在较大并发用户数的情况下依然提供较高的吞吐率。

Ajax的问题，局部内容应该和父页面所在的主机保持相同的顶级域名。

影响缓存命中率的因素: 缓存过期时间，缓存空间不够大被换出，缓存的粒度，架构设计。

影响Web服务器处理能力的因素？(服务器并发处理能力这一章)