高性能Web服务器Nginx的配置与部署研究（11）应用模块之Memcached模块的两大应用场景

一、应用场景1

现在有这样一种应用场景：

客户端Client通过Nginx反向代理，访问服务器Server。每次访问的内容就是将文件File传到Server上，然后可以访问到File的URL被广播到所有Client上，每个Client再加载File。

Analysis：

这么多Client同时加载File，对Server的压力一定很大吧？读者朋友肯定会说，有了Nginx反向代理，Client访问Server的时候，相应访问的资源就可以被Nginx缓存，减轻了Server的压力。但有一点要注意，如果这样的话，Nginx反向代理配置的缓存是在有Client访问到Nginx时才会从Server拿来缓存到Nginx上。可是广播后，所有Client加载File是同时的，如果等地一个访问请求到来并使得Nginx产生缓存后，其他Client接收到广播后的加载响应，恐怕早已经发起并且接近尾声了。负载压力还是落到Server上。怎么办呢？

Solution Overview：

某个Client上传File到Server的同时，将File内容写入到Nginx的缓存中，然后广播后，Client加载File的请求在到达Nginx时去缓存中查找，那么基本是100%命中。

Deployment Solution：

（1）Reverse-Server（192.168.0.1）：反向代理服务器，用Nginx实现。对外提供11000端口，接收到HTTP请求后到Cache-Server的14000端口的缓存服务中查找，如果有则返回，如果没有则将请求传递给Store-Server的12000端口。

（2）Store-Server（192.168.0.2）：文件存储服务器，用FastDFS实现。对外提供12000端口用于下载，接收来自Reverse-Sever的HTTP请求。对外还提供12500端口用于上传。

（3）Process-Server（192.168.0.3）：业务处理服务器，对外提供13000端口，接收Client传递来的File，并将File通过Store-Server的12500端口转储到Store-Server中。

（4）Cache-Server（192.168.0.4）：文件缓存服务器，用Memcached实现，对外提供14000端口。接收来自Reverse-Server的读操作，和Process-Server的写操作。

Configuration Solution：

（1）FastDFS的配置与部署，请参见GoogleCode上的FastDFS相关wiki。

（2）Memcached部署很简单，wget，tar，./configure，make，make install就OK了。

（3）Process-Server是由我自己实现的，不具有通用性就不说了。

（4）Reverse-Server的Nginx配置文件中http模块中，建立一个用户解决该问题的server，配置方式如下：

server {  
    listen 11000;  
    server_namelocalhost;  
  
    default_typetext/html;  
      
    location / {  
        proxy_set_headerX-Real-IP $remote_addr;  
        proxy_set_headerHost $http_host;  
        proxy_set_headerX-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
          
        if ($request_method = POST) {  
            proxy_pass http://192.168.0.2:12000;  
            break;  
        }  
  
        set $memcached_key  "$uri";  
        memcached_pass      192.168.0.4:14000;  
  
        error_page  501 404 502 = /fallback$uri;  
    }  
  
    location /fallback/ {  
        internal;  
  
        proxy_set_header    X-Real-IP   $remote_addr;  
        proxy_set_header    Host        $http_host;  
        proxy_set_header    X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
  
        proxy_redirect      off;  
  
        proxy_pass      http://192.168.0.2:12000  
    }  
}  

Details

Nginx的Memcached模块只提供对Memcached的读操作，不提供写操作。如果Memcached中没有相应的键值，即未命中，则返回404。如果请求未能找到Memcached Server，则返回502错误。因此，我们可以采用这样一种方式：当返回这类错误时，将请求交给Store-Server。这样只有在不命中时才访问Store-Server，缓存服务器由此可以为存储服务器分担很多负载。

二、应用场景2

在应用场景1中，将不命中时的逻辑换作向Memcached的写操作。这种场景的服务器系统部署方案如下：

（1）Reverse-Server：Client访问该服务器的11000端口，请求被转至Cache-Server的14000端口，如果Cache-Server命中则response；否则交给Process-Server的13000端口，进行进一步的处理。

（2）Data-Server：对外提供12000端口，用于读取数据。

（3）Process-Server：提供13000端口，用于接收Reverse-Server转发来的HTTP请求，到Store-Server的12000端口查询，并将得到的Value与从Reverse-Server发来的Key值共同构成K-V对，通过Cache-Server的14000端口写入Cache-Server。

（4）Cache-Server：提供14000端口，用于对外提供读写操作。

这是的Nginx的Memcached模块配置，要将request的方法为post和error_log，不再是如“应用场景1”中那样转至Store-Server，而是都转至Process-Server去。因为应用场景1中，向Cache写的操作，是预先完成的。而应用场景2中向Cache写的操作，是在读Cache失败后发生的。注意这两者适用的业务需求。