利用 squid 反向代理提高网站性能
李明慧, 软件工程师, IBM
简介： 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。
发布日期： 2009 年 4 月 02 日
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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。
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
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。
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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
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-c
ache
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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
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 �C 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
- 下载 squid-3.0.STABLE8.tar.gz 源码包，将其放在 /home 目录下
- 解压缩
tar �C zxvf squid-3.0.STABLE8.tar.gz
设置配置参数：cd squid-3.0.STABLE10
./configure �C prefix=/usr/local/squid
将 squid 安装在 /usr/local 目录下 - 编译安装：
make&make install安装完以后会在 /usr/local 目录下看见 squid 目录。 - 配置 squid 配置文件
编辑 squid.conf 文件，
vi /usr/local/squid/etc/squid.confcache_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 �C k parse生成缓存目录/usr/local/squid/bin/squid �C 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。
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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。
参考资料
- squid 3.0 反向代理加速模式配置 :http://www.hiadmin.com/squid-3%E5%8A%A0%E9%80%9F%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E9%85%8D%E7%BD%AE/
- Linux 下 DNS 轮询与 Squid 反向代理结合 :http://www.souzl.com/article/2008/1112/article_453.html
- 在 developerWorks Linux 专区 寻找为 Linux 开发人员（包括 Linux 新手入门）准备的更多参考资料，查阅我们 最受欢迎的文章和教程。
- 在 developerWorks 上查阅所有 Linux 技巧 和 Linux 教程。
关于作者
李明慧 ，在 IBM 中国软件开发中心 BI 团队工作从事 InfoSphere Warehouse Administration Console 的功能测试工作。曾在 DeveloperWorks 发表《将 DB2 DWE 9.1.X 迁移到 DB2 Warehouse 9.5》、《 InfoSphere Warehouse SQL 仓储命令行接口》以及《Linux下利用 squid 反向代理提高网站性能》等文章。