Varnish: Uma camada de velocidade

O objetivo deste trabalho é apresentar ao leitor a ferramenta de proxy reverso Varnish, mostrar suas principais características e averiguar seu desempenho através de testes de benchmark. Nesta última fase foram feitos testes comparativos entre o Varnish e o Squid, em que ficou patente do desempenho superior do Varnish em todos os testes executados.

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Por: Perfil removido em 10/05/2010


Parte 2 - Testes de benchmark



Objetivo:

Wikipedia [13] apresenta o termo benchmark como "ato de executar um programa de computador, um conjunto de programas e operações, afim de avaliar a performance relativa a um objeto".

Nos testes executados neste trabalho, o objetivo também foi o de avaliar a performance do software Varnish, simulando da melhor forma possível o ambiente da Internet, e comparar sua performance com a do Squid e ao Zope/Plone sem cache.

Para realização deste teste foi feita a instalação, no servidor, de uma aplicação Zope-Plone, em seguida, esta foi preenchida com algumas notícias, assim como funcionam os sites na Internet. Feito isto, foi selecionado, como massa de dados, um conjunto de 232 links referentes a carga completa de 5 páginas do portal criado.

Ambiente de testes Zope / Plone
Para aferição dos testes, foi utilizado o software Siege simulando o acesso de 30 usuários simultaneamente às páginas Web. Cada teste durou 3 minutos e foi repetido uma vez, sendo ignorada a primeira execução, pois nesta execução o proxy ainda estava sem carga, fato que não aconteceria na Internet.

Descrição da infraestrutura:

Servidor:
  • Servidor Dell 2960
  • CPU 2x Intel Xeon E5410 Quad Core Processor @ 2.33GHz
  • Memória 8Gb
  • Linux Debian 5.2 Kernel 2.6.26-2-686-bigmem

Cliente:
  • Notebook HP Compaq 2710b
  • CPU Intel(R) Core(TM)2 Duo CPU T5470 @ 1.60GHz
  • memória 2Gb
  • Linux Ubuntu 8.04

Descrição do SO:
  • Squid 3.0
  • Varnish 2.0.4
  • Zope 2.9
  • Plone 2.5.5
  • Siege 2.6.9

Após a conclusão dos testes, os resultados encontrados foram os seguintes:

Zope-Plone

Transactions:             11679 hits 
Availability:             100.00 % 
Data transferred:         70.22 MB 
Response time:            0.46 secs 
Transaction rate:         65.10 trans/sec 
Throughput:               0.39 MB/sec 
Concurrency:              29.91 
Successful transactions:  11499 
Failed transactions:      0 
Longest transaction:      6.56 
Shortest transaction:     0.06 

Squid

Transactions:             66458 hits 
Availability:             100.00 % 
Data transferred:         393.89 MB 
Response time:            0.08 secs 
Transaction rate:         370.78 trans/sec 
Throughput:               2.20 MB/sec 
Concurrency:              29.75 
Successful transactions:  65350 
Failed transactions:      0 
Longest transaction:      3.58 
Shortest transaction:     0.00

Varnish

Transactions:             300821 hits 
Availability:             100.00 % 
Data transferred:         1787.26 MB 
Response time:            0.02 secs 
Transaction rate:         1676.35 trans/sec 
Throughput:               9.96 MB/sec 
Concurrency:              29.97 
Successful transactions:  295664 
Failed transactions:      0 
Longest transaction:      3.01 
Shortest transaction:     0.00 

O primeiro número ressaltado nos testes é o de transações atendidas por segundo. Enquanto o Squid representou um crescimento de 569% em relação ao sistema sem cache, o Varnish apresentou um crescimento de 2575%, tendo uma performance em número de transações atendidas de 452%.

Número de transações atendidas por segundo
Outro número que chama bastante a atenção é o tempo médio de resposta. Enquanto o Squid apresentou um número 575% menor em relação aos testes sem cache, o Varnish apresentou um número 2300% mais rápido tendo um ganho em relação ao Squid de 400%.

Tempo médio de resposta
Em abril deste ano, Li Cherife [14] publicou em seu Blog um teste de Benchmark envolvendo o Varnish 1.1.2, o Squid 2.6 e o Squid 3.0. Como infraestrutura, o Li conseguiu montar 3 servidores conforme descrição abaixo:

Um switch de 24 portas Gigabit D-Link 1024R.

Servidor Web:
  • OS: Linux 2.6.21.5-smp i686 (Slackware 12.0)
  • CPU: Intel(R) Xeon(TM) CPU 2.80GHz x 2
  • MEM: 1024M x 6
  • DISK: SEAGATE ST373405LC SCSI Disk
  • Ethernet controller: Intel 82546EB PRO/1000 MT Dual Port Server Adapter

Servidor de proxy:
  • OS: Linux 2.6.21.5-smp i686 (Slackware 12.0)
  • CPU: Intel(R) Xeon(TM) CPU 3.06GHz x 2
  • MEM: 1024M x 6
  • DISK: RAID 5
  • Ethernet controller: Intel Corporation 82546EB Gigabit Ethernet Controller

Cliente:
  • OS: Linux 2.4.31 i686 (Slackware 10.2)
  • CPU: Intel(R) Xeon(TM) CPU 2.80GHz x 2
  • MEM: 1024M x 6
  • Ethernet controller: Intel 82546EB Gigabit Ethernet Controller

Como massa de dados, Li utilizou um script em bash para criar 2 arquivos de 10mb, 1000 arquivos de 10kb e 10 arquivos de 1Mb.

Arquitetura de testes montada por Li Cherife
Para averiguação dos resultados, Li utilizou o software http_load, simulando 100 usuários acessando simultaneamente e fazendo ao todo 100.000 requisições à massa de dados de forma sequencial.

Os resultados obtidos foram:

Varnish
100000 fetches, 100 max parallel, 1.024e+09 bytes, in 14.7505 seconds
10240 mean bytes/connection
6779.43 fetches/sec, 6.94213e+07 bytes/sec
msecs/connect: 0.400918 mean, 11.452 max, 0.067 min
msecs/first-response: 14.0161 mean, 1779.32 max, 0.24 min
HTTP response codes:
code 200 - 100000 

Squid 2.6
100000 fetches, 100 max parallel, 1.024e+09 bytes, in 26.1771 seconds
10240 mean bytes/connection
3820.13 fetches/sec, 3.91181e+07 bytes/sec
msecs/connect: 0.497665 mean, 2990.79 max, 0.055 min
msecs/first-response: 21.0663 mean, 3018.84 max, 4.071 min
HTTP response codes:
code 200 - 100000 

Squid 3.0
100000 fetches, 100 max parallel, 9.85651e+08 bytes, in 102.375 seconds
9856.51 mean bytes/connection
976.8 fetches/sec, 9.62785e+06 bytes/sec
msecs/connect: 2.56114 mean, 91.428 max, 0.061 min
msecs/first-response: 27.8048 mean, 94.563 max, 1.288 min
3751 timeouts
3745 bad byte counts
HTTP response codes:
code 200 - 96255 

Nesse teste, a quantidade de transações atendidas por segundo do Varnish é superior ao número aferido utilizando o Squid 2.6 em 177%. Devido ao grande número de falhas por timeout encontrados, o tempo médio de requisições atendidas por segundo para o Squid 3.0 ficou muito comprometido.

Número de transações atendidas por segundo
Observando os testes feitos por Li [14] e comparado-se com os testes executados neste trabalho, foi observado que, embora em ambos os testes os resultados do Varnish se mostrem muito superiores aos encontrados com o proxy Squid, os números do teste executado neste trabalham apresentam diferenças muito superiores aos encontrados do Li.

De fato, o Squid, por padrão, não realiza cache de requisições com cookies, requisições de páginas com variáveis post ou get, enquanto o Varnish possibilita ajustes finos em suas configurações para permitir o cache ao máximo.

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Páginas do artigo
   1. Introdução
   2. Parte 1 - Características do Varnish
   3. Parte 2 - Testes de benchmark
   4. Conclusão
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Comentários
[1] Comentário enviado por tomassoni em 12/05/2010 - 14:10h

Muito legal.
Gostaria de saber se você já o utilizou na prática, se teria um exemplo de regras.

[2] Comentário enviado por removido em 12/05/2010 - 14:39h

Participei de alguns testes na época do lançamento do Blog do Planalto em que pudemos por a prova esta ferramenta em uma rede de alta velocidade. Existem varios exemplos de configuração no site do projeto http://varnish-cache.org, mas depende do soft que for utilizar. Por exemplo, utilizei com um sistema de blogs wordpress/buddypress e na epoca eu checava a existência de um cookie para definir se iria fazer cache.

[3] Comentário enviado por Gilmar_GNU/Slack em 13/05/2010 - 14:00h

TO curtindo o lance de aprender sobre o varnish.
Pois eu estava lá na palestra na Area 1.
O Varnish tem uma vantagem bem interessante em cima do Squid.

[4] Comentário enviado por dolivervl em 13/05/2010 - 18:42h

Muito bom, eu estava procurando um artigo desse aqui no VOL há algum tempo atrás, mas não encontrei. Hoje já tenho meu proxy com varnish rodando.

[5] Comentário enviado por jr.jorro em 14/05/2010 - 14:34h

E para controle de internet ? Num ambiente que envolve muitos usuários ?

Gostaria de saber as vatagens do Squid sob o varnish e as desvantagens do varnish. Se alguém puder me dar uma luz, agradeço.

[6] Comentário enviado por removido em 14/05/2010 - 15:15h

Serviço de hospedagem de sites tam uma fila de atendimento, se o seu servidor consegue atender rapidamente, esta fila se mantem pequena, se ele engasga ela cresce e derruba o serviço. O varnish serve para acelerar o atendimento às requisições mantendo as páginas em memoria.

O squid perde de longe para esta belezinha, ele não consegue gerenciar corretamente a memoria nem distribuir seus jobs pelos núcleos do computador.

[7] Comentário enviado por mosoli em 14/05/2010 - 17:19h

Cara!
Excelente artigo!

[8] Comentário enviado por schenkmh em 25/05/2010 - 09:17h

Estou usando a versão 2.1 do Varnish baixada do repositório do Ubuntu. Segui algumas configurações sugeridas no site http://varnish-cache.org, porém são para versão 2.0 e estou enfrentando algumas dificuldades devido a interpretação de comandos por esta versão. Não tenho grande experiência nas linguagens C e Perl. Alguém pode me ajudar? Segue o erro retornado:

root@marco-desktop:/home/marco# varnishd -a :80 -T localhost:6082 -f /etc/varnish/teste.vcl -s file,/var/cache/varnish.cache,512M
storage_file: filename: /var/cache/varnish.cache size 512 MB.
Message from VCC-compiler:
Invalid assignment operator ';' only '=' is legal for strings
Message from C-compiler:
./vcl.1P9zoqAU.c: In function ‘VGC_function_vcl_fetch’:
./vcl.1P9zoqAU.c:736: error: expected ‘)’ before ‘;’ token
./vcl.1P9zoqAU.c:738: error: invalid use of void expression
./vcl.1P9zoqAU.c:738: error: expected ‘;’ before ‘}’ token
Running C-compiler failed, exit 1
VCL compilation failed

Valeu!

[9] Comentário enviado por removido em 25/05/2010 - 09:48h

Fiz a instalação do Varnish 2.1 no Ubuntu Lucid e a instalação padrão esta funcionando blz, tb testei este comando q vc enviou mudando somente o aquivo teste.vcl para default.vcl q é o padrão instalado e também funcionou normal. A falha esta em seu vcl, coloque o conteúdo padrão nele conforme abaixo e teste novamente para ver se funciona. Qualquer coisa meu mail é alexandrehaguiar arroba gmail.com.

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

[10] Comentário enviado por schenkmh em 25/05/2010 - 10:15h

Olá Alexandre

Não funcionou. Enviei um e-mail com meu arquivo vcl, ok!
Obrigado pela ajuda!

[11] Comentário enviado por pokado em 17/08/2010 - 14:55h

tinha lido sobre as vantagens dele sobre o squid... mas será que tem como fazer ele trabalhar como cache web normal (nao reverso) ?

[12] Comentário enviado por removido em 17/08/2010 - 17:11h

Ele foi feito para trabalhar especificamente como proxy reverso e não tem outros recursos que o squid possui necessários para uma ferramenta de proxy.

[13] Comentário enviado por FireBird em 10/05/2011 - 16:41h

Cara... Onde fica e como faço pra limpar o cache do varnish? Sabe me falar?

[14] Comentário enviado por fabriciocscte em 18/02/2013 - 17:21h

Eu queria saber se utilizando o varnish com a seguinte configuração eu tenho um acréscimo na segurança.
Eu tenho muitos ataques a sites wordpress, então pensei em isolar os clientes em um servidor X e liberar o acesso para o servidor Y que hospeda o varnish. Assim, apenas o servidor X terá acesso aos servidor Y(meus clientes wordpress).

Como esses ataques acontecem de forma automática e infectam com malware, queria saber se essa configuração isola os PHPs dosmeus sites wordspress.


vlw

[15] Comentário enviado por removido em 18/02/2013 - 21:09h

O varnish pode ajudar em ataques de negação de serviço mas não em ataques com bots.

Você pode tentar proteger as páginas wp-login e wp-admin com uma autenticação básica adicional para evitar que os scripts funcionem... pode até interligar esta autenticação básica com um sistema de firewall como o csf (http://configserver.com/cp/csf.html) e fazer com que o usuário fique bloqueado apos certo número de erros. Cuidado no entanto para não bloquear seus clientes;)

O melhor mesmo seria bloquear estes links para acesso somente por uma rede especifica...


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