反向代理緩存的詳細(xì)介紹

 傳統(tǒng)代理: 用戶隱藏在代理服務(wù)器之后。代理服務(wù)器工作在應(yīng)用層，它只轉(zhuǎn)發(fā)它支持的協(xié)議的數(shù)據(jù)。 

   反向代理(Reverse Proxy): 這種機(jī)制是Web服務(wù)器隱藏在代理服務(wù)器之后，實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制的服務(wù)器稱作反向代理服務(wù)器(Reverse Proxy Server)。此時(shí)，Web服務(wù)器成為后端服務(wù)器，反向代理服務(wù)器稱為前端服務(wù)器。

    引入反向代理服務(wù)器的目的之一就是基于緩存的加速。我們可以將內(nèi)容緩存在反向代理服務(wù)器上，所有緩存機(jī)制的實(shí)現(xiàn)仍然采用HTTP/1.1協(xié)議。

反向代理服務(wù)器不使用緩存:

    可將Nginx做為Apache的反向代理服務(wù)器，反向代理服務(wù)器不使用緩存時(shí)，吞吐率會(huì)下降，因?yàn)樵局边_(dá)Web的請(qǐng)求，現(xiàn)在繞路轉(zhuǎn)達(dá)，處理時(shí)間必然會(huì)增加。

    可將Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器分離，前者處理一些靜態(tài)內(nèi)容，并作為反向代理，后者處理動(dòng)態(tài)內(nèi)容。

反向代理服務(wù)器(RPS)使用緩存:

    Varnish作為RPS，能夠提供較好的緩存功能。如果緩存內(nèi)容發(fā)揮作用，在Http響應(yīng)頭中服務(wù)器顯示的是后端服務(wù)器，但Via標(biāo)記會(huì)指示數(shù)據(jù)的來(lái)源。

    RPS可通過修改流經(jīng)它的Http頭信息來(lái)決定哪些內(nèi)容可以緩存，哪些內(nèi)容不可以緩存。瀏覽器和Web服務(wù)器通過Http將自己的需求告訴RPS，RPS進(jìn)行協(xié)調(diào)緩存。

    Varnish通過配置文件來(lái)修改緩存規(guī)則，使用VCL語(yǔ)言。它也提供強(qiáng)制清除緩存的功能。Varnish提供一個(gè)監(jiān)控程序Varnishstat用來(lái)監(jiān)控緩存命中率。

緩存命中率和后端吞吐率的理想技術(shù)模型:  

    實(shí)際吞吐率: 指反向代理服務(wù)器處理用戶請(qǐng)求時(shí)的實(shí)際吞吐率。
    后端吞吐率: 指后端Web服務(wù)器處理來(lái)自反向代理服務(wù)器的請(qǐng)求時(shí)的吞吐率。
    活躍內(nèi)容數(shù): 在平均緩存有效周期內(nèi)，反向代理服務(wù)器想后端服務(wù)器請(qǐng)求內(nèi)容的次數(shù)。 

    緩存丟失率=(活躍內(nèi)容數(shù)/(實(shí)際吞吐率×平均緩存有效期))×100% 
    緩存命中率= 1-緩存丟失率 
    后端吞吐率= 活躍內(nèi)容數(shù)/平均緩存有效期 
    緩存命中率= (1-(后端吞吐率/實(shí)際吞吐率))×100% 
    后端吞吐率 = (1 – 緩存命中率)×實(shí)際吞吐率 

結(jié)論: 

    1. 活躍內(nèi)容數(shù)和平均緩存有效期一定的情況下，緩存命中率與實(shí)際吞吐率成正比。 
    2. 實(shí)際吞吐率和平均緩存有效期一定的情況下，緩存命中率與活躍內(nèi)容數(shù)成反比。 
    3. 活躍內(nèi)容數(shù)和實(shí)際吞吐率一定的情況下，緩存命中率與平均緩存有效期成正比。 
    4. 活躍內(nèi)容數(shù)一定的情況下，后端吞吐率與平均緩存有效期成反比。 
    5. 平均緩存有效期一定的情況下，后端吞吐率與活躍內(nèi)容數(shù)成正比。 
    6. 緩存命中率的變化不一定會(huì)影響后端吞吐率。 
    7. 后端吞吐率的變化不一定會(huì)影響緩存命中率。
    由此可見，緩存命中率越高，后端服務(wù)器工作量越少是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。 

ESI(Edge Side Includes)

    ESI類似于SSI，可以在頁(yè)面中嵌入子頁(yè)面，不同于SSI的是SSI在Web服務(wù)器端組裝內(nèi)容，ESI在Http代理服務(wù)器上組裝內(nèi)容，包括反向代理。

   Varnish支持ESI，這樣Varnish就支持網(wǎng)頁(yè)局部緩存，實(shí)現(xiàn)局部更新動(dòng)態(tài)內(nèi)容。AJAX也有類似的功能(它對(duì)局部?jī)?nèi)容支持異步請(qǐng)求)。

穿過代理:

    反向代理服務(wù)器作為用戶和后端Web服務(wù)器的中介，它只將用戶的Http請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給后端服務(wù)器，但用戶的某些信息有時(shí)并不在Http請(qǐng)求中，如用戶的IP地址和發(fā)送請(qǐng)求的TCP端口，這對(duì)于后端的Web服務(wù)器是不可見的，這就有必要想辦法讓這些信息

“穿過”反向代理服務(wù)器。

    辦法: 讓反向代理請(qǐng)求后端服務(wù)器時(shí)攜帶附加的Http頭信息(通過配置反向代理服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn))。同樣，如果后端服務(wù)器想要告知瀏覽器一些額外的信息，也可以在Http響應(yīng)頭中攜帶自定義的信息“穿過”反向代理。 

Nginx和Lighttpd優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)IO模型上。

Nginx利用epoll模型可以在較大并發(fā)用戶數(shù)的情況下依然提供較高的吞吐率。 

Ajax的問題，局部?jī)?nèi)容應(yīng)該和父頁(yè)面所在的主機(jī)保持相同的頂級(jí)域名。 

影響緩存命中率的因素: 緩存過期時(shí)間，緩存空間不夠大被換出，緩存的粒度，架構(gòu)設(shè)計(jì)。