Varnish 4.0.3详细配置

最近在折腾varnish 4.0，话说从3.0到4.0变化挺大的，许多配置做了调整

对比Varnish 3.x的主要改进点
(1)、完全支持流对象；
(2)、可后台获取失效的对象，即Client/backend分离；
(3)、新的vanishlog查询语言，允许对请求进行自动分组；
(4)、复杂的请求时间戳和字节计数；
(5)、安全方面的提升；

涉及VCL语法的改变点
(1)、vcl配置文件需明确指定版本：即在vcl文件的第一行写上 vcl 4.0;
(2)、vcl_fetch函数被vcl_backend_response代替，且req.*不再适用vcl_backend_response；
(3)、后端源服务器组director成为varnish模块，需import directors后再在vcl_init子例程中定义；
(4)、自定义的子例程(即一个sub)不能以vcl_开头，调用使用call sub_name；
(5)、error()函数被synth()替代；
(6)、return(lookup)被return(hash)替代；
(7)、使用beresp.uncacheable创建hit_for_pss对象；
(8)、变量req.backend.healty被std.healthy(req.backend)替代；
(9)、变量req.backend被req.backend_hint替代；
(10)、关键字remove被unset替代；

详细可以参考：

https://www.varnish-cache.org/docs/4.0/whats-new/upgrading.html

工作流程

Varnish 分为 master 进程和 child 进程：
Master 进程读入存储配置文件，调用合适的存储类型，然后创建 / 读入相应大小的缓存文件，接着 master 初始化管理该存储空间的结构体，然后 fork 并监控 child 进程；

Child 进程在主线程的初始化的过程中，将前面打开的存储文件整个 mmap 到内存中，此时创建并初始化空闲结构体，挂到存储管理结构体，以待分配；

对外管理接口分为3种，分别是命令行接口、Telnet接口和Web接口；

同时在运行过程中修改的配置，可以由VCL编译器编译成C语言，并组织成共享对象(Shared Object)交由Child进程加载使用；

Child 进程分配若干线程进行工作，主要包括一些管理线程和很多 worker 线程，可分为：
Accept线程：接受请求，将请求挂在overflow队列上；
Work线程：有多个，负责从overflow队列上摘除请求，对请求进行处理，直到完成，然后处理下一个请求；
Epoll线程：一个请求处理称为一个session，在session周期内，处理完请求后，会交给Epoll处理，监听是否还有事件发生；
Expire线程：对于缓存的object，根据过期时间，组织成二叉堆，该线程周期检查该堆的根，处理过期的文件，对过期的数据进行删除或重取操作；

请求处理流程

 

Varnish 处理 HTTP 请求的过程如下
Receive 状态（vcl_recv）：也就是请求处理的入口状态，根据 VCL 规则判断该请求应该 pass（vcl_pass）或是 pipe（vcl_pipe），还是进入 lookup（本地查询）；
Lookup 状态：进入该状态后，会在 hash 表中查找数据，若找到，则进入 hit（vcl_hit）状态，否则进入 miss（vcl_miss）状态；
Pass（vcl_pass）状态：在此状态下，会直接进入后端请求，即进入 fetch（vcl_fetch）状态；
Fetch（vcl_fetch）状态：在 fetch 状态下，对请求进行后端获取，发送请求，获得数据，并根据设置进行本地存储；
Deliver（vcl_deliver）状态：将获取到的数据发给客户端，然后完成本次请求；

注：Varnish4中在vcl_fetch部分略有出入，已独立为vcl_backend_fetch和vcl_backend_response 2个函数；

内置函数(也叫子例程)
vcl_recv：用于接收和处理请求；当请求到达并成功接收后被调用，通过判断请求的数据来决定如何处理请求；
vcl_pipe：此函数在进入pipe模式时被调用，用于将请求直接传递至后端主机，并将后端响应原样返回客户端；
vcl_pass：此函数在进入pass模式时被调用，用于将请求直接传递至后端主机，但后端主机的响应并不缓存直接返回客户端；
vcl_hit：在执行 lookup 指令后，在缓存中找到请求的内容后将自动调用该函数；
vcl_miss：在执行 lookup 指令后，在缓存中没有找到请求的内容时自动调用该方法，此函数可用于判断是否需要从后端服务器获取内容；
vcl_hash：在vcl_recv调用后为请求创建一个hash值时，调用此函数；此hash值将作为varnish中搜索缓存对象的key；
vcl_purge：pruge操作执行后调用此函数，可用于构建一个响应；
vcl_deliver：将在缓存中找到请求的内容发送给客户端前调用此方法；
vcl_backend_fetch：向后端主机发送请求前，调用此函数，可修改发往后端的请求；
vcl_backend_response：获得后端主机的响应后，可调用此函数；
vcl_backend_error：当从后端主机获取源文件失败时，调用此函数；
vcl_init：VCL加载时调用此函数，经常用于初始化varnish模块(VMODs)
vcl_fini：当所有请求都离开当前VCL，且当前VCL被弃用时，调用此函数，经常用于清理varnish模块；

以上内容为在他人基础上学习总结而来，并非全部原创，望多多指教

废话就不多说了，以下是我目前整理出来的配置，有些参数还需要进一优化调整：

1、后端服务器健康检查

# vim /etc/varnish/health_check.vcl

probe backend_healthcheck {
    .interval = 5s;
    .timeout = 3s;
    .window = 10;
    .threshold = 8;
    
    .request =
    "GET /favicon.ico HTTP/1.1"
    "Host: www.xxx.com"
    "Connection: close"
    "Accept-Encoding: foo/bar";
}

2、后端服务器地址池配置

# vim /etc/varnish/backends.vcl

import directors;
include "health_check.vcl";

backend d102_app_07 {
    .host = "10.0.11.145";
    .port = "80";
    
    .first_byte_timeout = 9s;
    .connect_timeout = 3s;
    .between_bytes_timeout = 1s;
    
    .probe = backend_healthcheck;
}

backend d102_app_08 {
    .host = "10.0.11.146";
    .port = "80";
    
    .first_byte_timeout = 9s;
    .connect_timeout = 3s;
    .between_bytes_timeout = 1s;
    
    .probe = backend_healthcheck;
}

sub vcl_init {
    new web = directors.random();
    
    web.add_backend(d102_app_07, 1);
    web.add_backend(d102_app_08, 1);
}

3、缓存规则主配置

# vim /etc/varnish/default.vcl

vcl 4.0;

import std;
include "backends.vcl";

acl allow_purge_cache {
    "127.0.0.1";
    "10.0.0.0"/8;
    "172.0.0.0"/8;
}

sub vcl_recv {
    if (req.method == "PURGE") {
        if (!client.ip ~ allow_purge_cache) {
            return (synth(405, "Not Allowed."));
        }
        
        return (purge);
    }
    
    set req.backend_hint = web.backend();
    
    if (req.url ~ "\.(php|asp|aspx|jsp|do|ashx|shtml)($|\?)") {
        return (pass);
    }
    
    if (req.url ~ "\.(css|js|html|htm|bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)($|\?)") {
        unset req.http.cookie;
        return (hash);
    }
    
    if (req.restarts == 0) {
        if (req.http.x-forwarded-for) {
            set req.http.X-Forwarded-For = req.http.X-Forwarded-For + ", " + client.ip;
        } else {
            set req.http.X-Forwarded-For = client.ip;
        }
    }
    
    if (req.http.Cache-Control ~ "(?i)no-cache") {
        if (!(req.http.Via || req.http.User-Agent ~ "(?i)bot" || req.http.X-Purge)) {
            return (purge);
        }
    }
    
    if (req.method != "GET" && 
        req.method != "HEAD" && 
        req.method != "PUT" && 
        req.method != "POST" && 
        req.method != "TRACE" && 
        req.method != "OPTIONS" && 
        req.method != "PATCH" && 
        req.method != "DELETE") {        
        return (pipe);
    }
    
    if (req.method != "GET" && req.method != "HEAD") {
        return (pass);
    }
    
    if (req.http.Authorization) {
        return (pass);
    }
    
    if (req.http.Accept-Encoding) {
        if (req.url ~ "\.(bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)$") {
            unset req.http.Accept-Encoding;        
        } elseif (req.http.Accept-Encoding ~ "gzip") {
            set req.http.Accept-Encoding = "gzip";
        } elseif (req.http.Accept-Encoding ~ "deflate") {
            set req.http.Accept-Encoding = "deflate";
        } else {
            unset req.http.Accept-Encoding;
        }
    }
    
    if (req.http.Upgrade ~ "(?i)websocket") {
        return (pipe);
    }
    
    if (!std.healthy(req.backend_hint)) {
        unset req.http.Cookie;
    }
    
    if (req.http.x-pipe && req.restarts > 0) {
        unset req.http.x-pipe;
        return (pipe);
    }
    
    return (hash);
}

sub vcl_pipe {
    if (req.http.upgrade) {
        set bereq.http.upgrade = req.http.upgrade;
    }
    
    return (pipe);
}

sub vcl_pass {
    if (req.method == "PURGE") {
        return (synth(502, "PURGE on a passed object."));
    }
}

sub vcl_hash {
    hash_data(req.url);
    
    if (req.http.host) {
        hash_data(req.http.host);
    } else {
        hash_data(server.ip);
    }
    
    if (req.http.Cookie) {
        hash_data(req.http.Cookie);
    }
    
    if (req.http.Accept-Encoding ~ "gzip") {
        hash_data("gzip");
    } elseif (req.http.Accept-Encoding ~ "deflate") {
        hash_data("deflate");
    }
}

sub vcl_hit {
    if (req.method == "PURGE") {
        return (synth(200, "Purged."));
    }
    
    if (obj.ttl >= 0s) {
        return (deliver);
    }
    
    if (std.healthy(req.backend_hint)) {
        if (obj.ttl + 10s > 0s) {
            return (deliver);
        } else {
            return(fetch);
        }
    } else {
        if (obj.ttl + obj.grace > 0s) {
            return (deliver);
        } else {
            return (fetch);
        }
    }
    
    return (deliver);
}

sub vcl_miss {
    if (req.method == "PURGE") {
        return (synth(404, "Purged."));
    }
    
    return (fetch);
}

sub vcl_backend_response {
    set beresp.grace = 5m;
    
    set beresp.ttl = std.duration(regsub(beresp.http.Cache-Control, ".*s-maxage=([0-9]+).*", "\1") + "s", 0s);
    if (beresp.ttl > 0s) {
        unset beresp.http.Set-Cookie;
    }
    
    if (beresp.http.Set-Cookie) {
        set beresp.uncacheable = true;
        return (deliver);
    }
    
    if (beresp.http.Cache-Control && beresp.ttl > 0s) {
        set beresp.grace = 1m;
        unset beresp.http.Set-Cookie;
    }
    
    if (beresp.http.Content-Length ~ "[0-9]{8,}") {
        set bereq.http.x-pipe = "1";
        return (retry);
    }
    
    if (bereq.url ~ "\.(php|asp|aspx|jsp|do|ashx|shtml)($|\?)") {
        set beresp.uncacheable = true;
        return (deliver);
    }
    
    if (bereq.url ~ "\.(css|js|html|htm|bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)($|\?)") {
        unset beresp.http.set-cookie;
    }
    
    if (bereq.url ~ "^[^?]*\.(mp[34]|rar|tar|tgz|gz|wav|zip|bz2|xz|7z|avi|mov|ogm|mpe?g|mk[av])(\?.*)?$") {
        unset beresp.http.set-cookie;
        set beresp.do_stream = true;
        set beresp.do_gzip = false;
    }
    
    if ((!beresp.http.Cache-Control && !beresp.http.Expires) || 
         beresp.http.Pragma ~ "no-cache" || 
         beresp.http.Cache-Control ~ "(no-cache|no-store|private)") {
        set beresp.ttl = 120s;
        set beresp.uncacheable = true;
        return (deliver);
    }
    
    if (beresp.ttl <= 0s || beresp.http.Set-Cookie || beresp.http.Vary == "*") {
        set beresp.ttl = 120s;
        set beresp.uncacheable = true;
        return (deliver);
    }
    
    if (bereq.url ~ "\.(css|js|html|htm|bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico)($|\?)") {
        set beresp.ttl = 15m;
    } elseif (bereq.url ~ "\.(gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)($|\?)") {
        set beresp.ttl = 30m;
    } else {
        set beresp.ttl = 10m;
    }
    
    return (deliver);
}

sub vcl_purge {
    if (req.method != "PURGE") {
        set req.http.X-Purge = "Yes";
        return (restart);
    }
}

sub vcl_deliver {
    if (obj.hits > 0) {
        set resp.http.X-Cache = "HIT from " + req.http.host;
        set resp.http.X-Cache-Hits = obj.hits;
    } else {
        set resp.http.X-Cache = "MISS from " + req.http.host;
    }
    
    unset resp.http.X-Powered-By;
    unset resp.http.Server;
    
    unset resp.http.Via;
    unset resp.http.X-Varnish;
    
    unset resp.http.Age;
}

sub vcl_backend_error {
    if (beresp.status == 500 || 
        beresp.status == 501 || 
        beresp.status == 502 || 
        beresp.status == 503 || 
        beresp.status == 504) {
        return (retry);
    }
}

sub vcl_fini {
    return (ok);
}

4、启动参数配置

# vim /etc/sysconfig/varnish

NFILES=131072
MEMLOCK=25165824
NPROCS="unlimited"

RELOAD_VCL=1
VARNISH_VCL_CONF=/etc/varnish/default.vcl

VARNISH_LISTEN_ADDRESS=0.0.0.0
VARNISH_LISTEN_PORT=6081

VARNISH_ADMIN_LISTEN_ADDRESS=127.0.0.1
VARNISH_ADMIN_LISTEN_PORT=6082

VARNISH_SECRET_FILE=/etc/varnish/secret

VARNISH_MIN_THREADS=240
VARNISH_MAX_THREADS=4800
VARNISH_THREAD_TIMEOUT=120

VARNISH_STORAGE_SIZE=24G
VARNISH_STORAGE="malloc,${VARNISH_STORAGE_SIZE}"

VARNISH_TTL=120

DAEMON_OPTS="-a ${VARNISH_LISTEN_ADDRESS}:${VARNISH_LISTEN_PORT} \
        -f ${VARNISH_VCL_CONF} \
        -T ${VARNISH_ADMIN_LISTEN_ADDRESS}:${VARNISH_ADMIN_LISTEN_PORT} \
        -t ${VARNISH_TTL} \
        -p thread_pools=24 \
        -p thread_pool_min=${VARNISH_MIN_THREADS} \
        -p thread_pool_max=${VARNISH_MAX_THREADS} \
        -p thread_pool_timeout=${VARNISH_THREAD_TIMEOUT} \
        -u varnish -g varnish \
        -S ${VARNISH_SECRET_FILE} \
        -s ${VARNISH_STORAGE} \
        -p timeout_idle=60 \
        -p timeout_linger=1 \
        -p http_resp_hdr_len=16k \
        -p http_max_hdr=256 \
        -p http_req_hdr_len=16k \
        -p lru_interval=120 \
        -p listen_depth=8192"

5、启动脚本调整

# vim /etc/init.d/varnish

由
exec="/usr/sbin/varnishd"
修改为
exec="/usr/bin/numactl --interleave all /usr/sbin/varnishd"