缓存：网络中的缓存。

雨点打透心脏的1/2处 2023-05-30 09:25 8阅读 0赞

网络中的缓存位于客户端和服务端之间，代理或响应客户端的网络请求，从而对重复的请求返回缓存中的数据资源。同时，接受服务端的请求，更新缓存中的内容。

# Web代理缓存 #

Web代理几乎是伴随着互联网诞生的，常用的Web代理分为正向代理、反向代理和透明代理。Web代理是将Web代理作为缓存的一种技术。

一般情况下，Web代理默认说的是正向代理，如下图所示。

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为了从源服务器取得内容，用户向代理服务器发送一个请求并指定目标服务器，然后代理服务向源服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。一般的，客户端要进行一些特别的设置才能使用正向代理。

反向代理与正向代理相反，对于客户端而言代理服务器就像是源服务器，并且客户端不需要进行设置。客户端向反向代理发送普通请求，接着反向代理将判断向何处转发请求，并将从源服务器获得的内容返回给客户端。

透明代理的意思是客户端根本不需要知道有代理服务器的存在，由代理服务器改变客户端请求的报文字段，并会传送真实的IP地址。加密的透明代理属于匿名代理，不用设置就可以使用代理了。透明代理的例子就是时下很多公司使用的行为管理软件。

这里的Web代理缓存是指使用正向代理的缓存技术。Web代理缓存的作用跟浏览器的内置缓存类似，只是介于浏览器和互联网之间。

当通过代理服务器进行网络访问时，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向Web代理发出请求，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给浏览器。而且，Web大力缓存有很大的存储空间，不断将新获取的数据存储到本地的存储器上，如果浏览器所请求的数据在Web代理的缓存上已经存在而且是最新的，那么就不重新从Web服务器取数据，而是直接将缓存的数据传送给用户的浏览器，这样就能显著的提高浏览速度和效率。对于企业而言，使用Web代理既可以节省成本，又能提高性能。

对于Web代理缓存而言，较流行的是Squid，他支持建立复杂的缓存层级结构，拥有详细的日志、高性能缓存以及用户认证支持。Squid同时支持各种插件，例如，Squid Guard就是一个提供URL过滤的插件，对于屏蔽某些站点和内容十分有用。如果需要分析Squid的各种指标，webalizer应该是个不错的选择。

如果有兴趣的话，可以进一步了解一下Squid的内部机制，如下图所示。

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# 边缘缓存 #

使用Web反向代理服务器和使用正向代理服务器一样，可以拥有缓存的作用，反向代理缓存可以缓存原始资源服务器的资源，而不是每次都要向原始资源服务器请求数据，特别是一些静态的数据，比如图片和文件，很多Web服务器就具备反向代理的功能，比如大名鼎鼎的Nginx。

如果这些反向代理服务器能够做到和用户来自同一个网络，那么用户访问反向代理服务器，就会得到很高质量的响应速度，所以可以将这样的反向代理缓存称为边缘缓存。边缘缓存在网络上位于靠近用户的一侧，可以处理来自不同用户的请求，主要用于向用户提供静态的内容，以减少应用服务器的介入。边缘缓存的一个有名的开源工具就是Varnish，在默认情况下进行保守缓存。也就是说，Varnish只缓存他所知的安全内容。Varnish的一个特性是使用虚拟内存，精妙之处在于利用了操作系统的管理机制。Varnish可以高度定制如何处理请求，缓存哪些内容。

如果感兴趣，可以进一步了解Varnish后端的内部机制，如下图所示。

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边缘缓存中典型的商业化服务就是CDN了，例如AWS的Cloud Front，我国的ChinaCache等，现在一般的公有云服务商都提供了CDN服务。CDN是Content Delivery Network的简称，即“内容分发网络”的意思。使用CDN之后，客户端与服务器通信如下图所示。

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CDN边缘节点的缓存策略因服务商不同而有所变化，但一般都会遵循HTTP标准协议，通过HTTP响应头中的Cache-control:max-age的字段来设置CDN边缘节点的数据缓存时间。当客户端向CDN节点请求数据时，CDN节点会判断缓存数据是否过期，若缓存数据并没有过期，则直接将缓存数据返回给客户端；否则，CDN节点就会向源站发出回源请求，从源站拉取最新数据，更新本地缓存，并将最新数据返回给客户端。

CND服务商一般会提供基于文件后缀、目录等多个维度来指定在CDN上的缓存时间，为用户提供更精细化的缓存管理。CDN上的缓存时间会对“回源率”产生直接的影响。若数据在CDN上的缓存时间较短，则CDN边缘节点上的数据会经常失效，导致频繁回源，增加了源站的负载，同时也增大了访问延时；若数据在CDN上的缓存时间太长，会带来数据更新时间慢的问题。开发者需要针对各自特定的业务，来做特定的数据缓存时间管理。

一般的，CDN边缘节点对开发者来说是透明的，开发者可以通过CDN服务商提供的“刷新缓存”接口来清理位于CDN边缘节点上的缓存数据。这样开发者在更新数据后，可以使用“刷新缓存”功能来强制要求CDN边缘节点上的数据缓存过期，保证客户端在访问时，拉取到最新的数据。

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