W świecie optymalizacji wydajności stron internetowych prędkość ma znaczenie. Użytkownicy oczekują, że strony internetowe będą ładować się w mgnieniu oka, a wyszukiwarki priorytetowo traktują szybko ładujące się witryny. Tutaj pojawia się Varnish — potężny akcelerator HTTP zaprojektowany w celu dramatycznego zwiększenia prędkości i skalowalności stron internetowych. Ale czym dokładnie jest Varnish i jak może pomóc poprawić wydajność HTTP?

Czym jest Varnish?

Varnish (znany również jako Varnish Cache) jest akceleratorem aplikacji internetowych o wysokiej wydajności, często określanym jako serwer proxy odwrotnym z pamięcią podręczną. Siedzi pomiędzy użytkownikami a serwerem internetowym, przechowując kopie odpowiedzi HTTP (takie jak strony HTML, obrazy lub skrypty), aby powtarzające się żądania mogły być obsługiwane znacznie szybciej.

W przeciwieństwie do tradycyjnych serwerów internetowych, takich jak Apache czy NGINX, Varnish jest specjalnie zaprojektowany do buforowania i szybkiego dostarczania treści. Jest powszechnie używany przez strony internetowe o dużym ruchu, firmy medialne i platformy e-commerce, które wymagają błyskawicznego dostarczania treści.

Jak działa Varnish?

Varnish działa, buforując odpowiedzi HTTP w pamięci. Kiedy użytkownik żąda strony:

  1. Pierwsze żądanie: Varnish przekazuje żądanie do serwera zaplecza (np. Apache lub NGINX).

  2. Serwer zaplecza generuje odpowiedź i wysyła ją do Varnish.

  3. Varnish przechowuje (buforuje) odpowiedź w pamięci.

  4. Varnish następnie serwuje tę odpowiedź użytkownikowi.

  5. Kolejne żądania dotyczące tej samej treści są obsługiwane bezpośrednio z pamięci podręcznej, całkowicie omijając serwer zaplecza.

To zmniejsza obciążenie serwera i znacznie przyspiesza dostarczanie treści.

Kluczowe korzyści z używania Varnish

  • Poprawa czasów ładowania: Varnish serwuje buforowane strony w milisekundach, znacznie zwiększając prędkość ładowania stron.

  • Zmniejszone obciążenie serwera zaplecza: Obsługując dużą część ruchu z pamięci podręcznej, Varnish zwalnia Twoje serwery internetowe do obsługi bardziej złożonych, dynamicznych żądań.

  • Wysoka skalowalność: Varnish jest zaprojektowany do obsługi tysięcy żądań na sekundę, co czyni go idealnym dla stron internetowych o dużym ruchu.

  • Elastyczna konfiguracja: Używając wbudowanego języka konfiguracji Varnish (VCL), możesz dostosować sposób, w jaki treści są buforowane, usuwane lub dostarczane.

  • Lepsze doświadczenie użytkownika: Szybsze ładowanie stron oznacza zadowolonych użytkowników i niższe wskaźniki odrzuceń.

Jak używać Varnish do poprawy wydajności HTTP

Oto uproszczone podejście do rozpoczęcia pracy z Varnish:

1. Zainstaluj Varnish

Varnish można zainstalować na większości dystrybucji Linuxa za pomocą menedżera pakietów. Na przykład:

sudo apt install varnish # Debian/Ubuntu
sudo yum install varnish # CentOS/RHEL

2. Skonfiguruj Varnish

Musisz wskazać Varnish na swój serwer zaplecza i zdefiniować zasady buforowania w pliku VCL, zazwyczaj znajdującym się w /etc/varnish/default.vcl.

Przykładowy fragment:

backend default {
.host = "127.0.0.1";
.port = "8080";
}

To mówi Varnish, aby przekazywał żądania do Twojego serwera internetowego działającego na porcie 8080.

3. Zaktualizuj konfigurację portu

Domyślnie Varnish nasłuchuje na porcie 6081, który jest niestandardowym portem dla ruchu HTTP. W środowiskach produkcyjnych powszechnie konfiguruje się Varnish, aby nasłuchiwał na porcie 80, który jest standardowym portem HTTP, i dostosowuje się serwer internetowy (np. Apache lub Nginx), aby używał innego portu, zazwyczaj 8080. To pozwala Varnish obsługiwać przychodzące żądania HTTP na porcie 80, buforować treści i przekazywać żądania do serwera internetowego na porcie 8080.

Przykład:

  1. Zmień port nasłuchujący Varnish
    Otwórz plik konfiguracyjny Varnish, zazwyczaj znajdujący się w /etc/varnish/default.vcl, i ustaw port nasłuchujący na 80:

    # /etc/varnish/default.vcl

    # Listen on port 80 (HTTP standard port)
    backend default {
    .host = "127.0.0.1";
    .port = "8080"; # Your web server will listen on port 8080
    }

  2. Skonfiguruj serwer internetowy (Apache/Nginx) na porcie 8080
    Jeśli używasz Apache, możesz zmienić dyrektywę Listen w /etc/apache2/ports.conf, aby nasłuchiwała na porcie 8080:

    Listen 8080

    Dla Nginx dostosuj blok server, aby nasłuchiwał na porcie 8080:

    server {
    listen 8080;
    server_name example.com;
    # Other configurations
    }

  3. Uruchom ponownie Varnish i serwer internetowy
    Po wprowadzeniu tych zmian uruchom ponownie Varnish i swój serwer internetowy, aby zastosować nowe konfiguracje:

    sudo systemctl restart varnish
    sudo systemctl restart apache2 # Or nginx

Teraz Varnish będzie obsługiwał przychodzące żądania na porcie 80 i przekazywał je do Twojego serwera internetowego na porcie 8080, gdzie treść będzie generowana i serwowana.

4. Dostosuj zachowanie buforowania

Varnish pozwala dostosować sposób, w jaki treści są buforowane, używając Języka Konfiguracji Varnish (VCL). VCL umożliwia precyzyjną kontrolę nad zachowaniem buforowania, w tym wykluczanie określonych treści z buforowania, obsługę ciasteczek i ustawianie zasad usuwania.

Przykład 1: Wykluczanie treści z pamięci podręcznej

Możesz wykluczyć konkretne strony lub zasoby z buforowania, używając warunków w swoim pliku VCL. Na przykład, możesz chcieć unikać buforowania dynamicznych stron lub wrażliwych danych użytkowników, takich jak koszyki zakupowe lub profile użytkowników.

sub vcl_recv {
if (req.url ~ "^/cart" || req.url ~ "^/user-profile") {
return (pass); # Skip caching for cart or profile pages
}
}

W tym przykładzie:

  • Strony z adresami URL, które zawierają /cart lub /user-profile nie będą buforowane i będą przekazywane bezpośrednio do serwera zaplecza w celu dynamicznego generowania.

Przykład 2: Buforowanie treści z określonymi ciasteczkami

Możesz buforować treści na podstawie określonych ciasteczek, co jest przydatne do personalizacji treści. Na przykład, jeśli chcesz buforować treści tylko dla zalogowanych użytkowników z określonym ciastkiem, możesz zmodyfikować logikę buforowania w ten sposób:

sub vcl_recv {
if (req.http.Cookie ~ "session_id") {
return (hash); # Cache for logged-in users only
}
}

Ten przykład:

  • Sprawdza, czy żądanie zawiera ciastko session_id. Jeśli jest obecne, Varnish buforuje treść dla zalogowanych użytkowników i ignoruje pamięć podręczną dla tych bez ciastka.

Przykład 3: Ustaw zasady usuwania

Możesz chcieć usunąć określone buforowane treści po ich przestarzeniu (na przykład, gdy artykuł zostanie zaktualizowany). Można to zrobić za pomocą polecenia purge.

sub vcl_hit {
if (obj.status == 200 && req.url ~ "/news/") {
# Purge cached news article after it has been updated
return (purge);
}
}

Ten przykład:

  • Usuwa buforowane treści każdego artykułu informacyjnego, gdy jest on aktualizowany, zapewniając, że użytkownicy zawsze widzą najnowszą wersję.

5. Monitoruj i optymalizuj

Aby zapewnić optymalną wydajność Varnish, ważne jest regularne monitorowanie jego wydajności i analizowanie wskaźników trafień do pamięci podręcznej. Varnish oferuje różne narzędzia, takie jak varnishstat, varnishlog i Konsola Administracyjna Varnish (VAC) do monitorowania wydajności.

Przykład 1: Używanie varnishstat do metryk

varnishlog dostarcza kluczowych metryk do analizy wydajności Varnish, takich jak wskaźniki trafień do pamięci podręcznej, użycie pamięci i czasy odpowiedzi serwera zaplecza. Możesz go używać do monitorowania, jak dobrze działa Twoja konfiguracja buforowania.

varnishstat

To polecenie pokaże Ci różne statystyki, w tym:

  • cache_hit: Liczba trafień do pamięci podręcznej (żądania obsługiwane z pamięci podręcznej).

  • cache_miss: Liczba nietrafień do pamięci podręcznej (żądania przekazywane do serwera zaplecza).

  • backend_conn: Liczba połączeń z serwerem zaplecza.

Możesz używać tych metryk do oceny, jak skuteczna jest Twoja strategia buforowania i dostosować ją w razie potrzeby, aby poprawić wydajność.

Przykład 2: Używanie varnishlog do szczegółowego logowania

varnishlog dostarcza szczegółowe logi każdego żądania i jego interakcji z Varnish. To jest przydatne do rozwiązywania problemów i zrozumienia, dlaczego niektóre żądania są obsługiwane z pamięci podręcznej lub przekazywane do serwera zaplecza.

varnishlog

To polecenie da Ci szczegółowe logi pokazujące:

  • Czy żądania były obsługiwane z pamięci podręcznej, czy przekazywane do serwera zaplecza.

  • Trafienia lub nietrafienia do pamięci podręcznej dla konkretnych zasobów.

  • Wydarzenia usuwania i inne interakcje z pamięcią podręczną.

Przykład 3: Używanie Konsoli Administracyjnej Varnish (VAC)

Konsola Administracyjna Varnish (VAC) to interfejs oparty na sieci, który pomaga zarządzać i monitorować Twoją instancję Varnish. VAC dostarcza statystyki w czasie rzeczywistym, dane logów i informacje o pamięci podręcznej w przyjaznym dla użytkownika interfejsie graficznym.

  • Możesz uzyskać dostęp do VAC, przechodząc do http://your_server_ip:6082 (domyślny port dla VAC).

  • Użyj VAC, aby śledzić wydajność pamięci podręcznej, optymalizować swój kod VCL i dostosować swoją strategię buforowania na podstawie widocznych metryk.

Przykłady zastosowania Varnish

  • Strony medialne: Dostarczanie statycznych zasobów, takich jak obrazy czy artykuły informacyjne, z dużą prędkością.

  • Platformy e-commerce: Przyspieszanie list produktów lub stron kategorii.

  • Informacje i publikacje: Obsługa szczytów ruchu podczas wydarzeń informacyjnych.

  • Przyspieszanie API: Buforowanie punktów końcowych API o dużym obciążeniu odczytu w celu zmniejszenia obciążenia serwera zaplecza.

Podsumowanie

Varnish to potężne rozwiązanie dla każdej infrastruktury internetowej, która wymaga wysokiej wydajności i skalowalności. Przez odciążenie powtarzających się żądań HTTP z serwera zaplecza i dostarczanie buforowanej treści błyskawicznie, Varnish pomaga poprawić prędkość ładowania stron, zmniejszyć obciążenie serwera i poprawić doświadczenia użytkowników.

Jeśli Twoja strona internetowa obsługuje znaczną ilość ruchu lub po prostu dążysz do lepszej wydajności i niezawodności, integracja Varnish w Twoim stosie to strategiczny krok naprzód.