Apache Traffic Server 简介

1. 介绍

Apache Traffic Server（ATS或TS）是一个高性能的、模块化的 HTTP 代理和缓存服务器。
与 Nginx 和 Squid 类似。它通过将频繁访问的信息缓存在网络的边缘来改善网络的效率和性能，使得访问内容在地里上更接近终端用户，在更快分发的同事也减少带宽的占用
Traffic Server 最初是 Inktomi 公司的商业产品，该公司在 2003 年被 Yahoo 收购，之后 Traffic Server 一直在 Yahoo 内部使用长达 4 年，直到 2009 年 8 月 Yahoo 向 Apache 软件基金会（ASF）贡献了源代码，并于 2010 年 4 月成为了 ASF 的顶级项目（Top-Level Project）。
Apache Traffic Server 现在是一个开源项目，开发语言为C++。
官方文档 : docs.trafficserver.apache.org

2. 组件

Traffic Server（TS）的组成

1.Traffic Server缓存

TS 缓存包含一个高速的对象数据库，数据库根据 URL 和相关头部来索引对象，对于同一对象可以缓存不同版本（如不同的编码、语言）。
当缓存空间满后，TS 会移除过期的数据。
当磁盘出错时，TS 将不再使用该块磁盘，转而使用剩下的磁盘。所有磁盘都出错时，TS 将切换至 proxy-only 模式，即只代理，不缓存。
可分区，即可以给指定的协议和源服务器划分一定数量的磁盘空间

2.RAM 缓存

内存缓存区储存比较热门的对象，在流量的高峰期时能加快处理速度和降低磁盘负载。

3.主机数据库

储存 DNS 信息，方便主机名到 IP 地址的快速转换
储存每个主机的 HTTP 版本，方便高级协议特性的使用
储存主机的可靠性和可用性信息

4.DNS 解析器

TS 原生实现了 DNS 解析器，不依赖较慢的传统解析库。同时也降低了 DNS 的流量。

5.Traffic Server 进程

traffic_server 进程负责接受连接，处理协议请求，然后从缓存或源服务器获取对象并返回
traffic_manager 进程是 TS 的命令和控制设施，负责启动、监控和配置 traffic_server 进程，它也负责代理的端口配置、统计信息的接口、集群管理和虚拟 IP 的故障转移。
如果 traffic_manager 检测到 traffic_server 进程失效，它立即重启 traffic_server 进程并且维护一个连接队列，保存此时到来的请求，完全重启后这个队列里的连接将按顺序被处理。
traffic_cop 进程监视 traffic_server 和 traffic_manager 进程，此进程周期性的查询 traffic_server 和 traffic_manager 进程的健康状况，如果查询在一定间隔时息不正确，traffic_cop 将重启 traffic_manager 和 traffic_server 进程。

6.管理工具

Traffic Line 是命令行程序，可以用来快速监视 Traffic Server 的性能和网络流量，也能配置 TS。
Traffic Shell 也是命令行工具，进入该 shell 后有自己一套语法，可代替 Traffic Line 完成监控、配置任务。
通过 Traffic Line 和 Traffic Shell 对配置作出的修改将会自动写入配置文件中。

3. 机制

Traffic Server 的底层机制
Apache Traffic Server 不同于大部分开源代理服务器，它结合了两种技术来处理高并发：

异步事件处理（Asynchronous event processing）
多线程（Multi-threading）
Traffic Server 在多 CPU、多核的硬件上扩展良好，能充分利用所有可用的 CPU 和其他资源。

4. HTTP 代理缓存相关机制

1. Traffic Server 处理请求的过程

1）用户请求一个 web 对象，TS 收到请求

2）TS 通过对象的地址，在对象数据库（缓存）中去定位该对象

     a.如果对象在缓存中，TS 会检查对象是否新鲜（fresh）如果新鲜，TS 从缓存里返回该对象给用户，此时称为缓存命中（cache hit）如果不新鲜（stale），TS 会连接源服务器去验证对象是否仍然新鲜，即重新验证（revalidation），如果仍然新鲜，TS 立即将缓存中的副本返回给用户b.如果对象不在缓存中（缓存未命中，cache miss），或者缓存的副本不再有效，TS 会去源服务器获取对象，然后同时做下面两件事将对象返回给用户将对象放到本地缓存中

2. Traffic Server 判断 HTTP 对象是否新鲜（fresh）的过程

如果有 Expires 或者 max-age 头部直接定义缓存的过期时间，TS将对比当前时间和过期时间去判断对象是否新鲜
如果没有上述头部，TS 将检查 Last-Modified 和 Date 头部（其中Date是源服务器返回对象的时间，如果没有 Last-Modified 头部，TS 会用对象写入缓存的时间以作代替），然后用以下公式算出新鲜的时间范围（freshness_limit，可理解为保质期）:
freshness_limit = ( Date - Last-Modified ) x 0.1
0.1 这个参数可以作调整，并且能限制 freshness_limit 的上下限，默认最小是 1 小时，最大是 1 天
如果没有 Expires 头部或者没有 Last-Modified、Date 头部，TS 将使用默认的 fressness limit
另外，TS 还会检查 cache.config 配置文件中的 revalidate 规则，该规则可以对特定的 HTTP 对象设置特定的验证时间（特定的域名、IP、一定规则的 URL、特定的客户端等等）

3. 缓存过期（stale），Traffic Server 去源服务器重新验证对象可能的情况

仍然 fresh，TS 重置 freshness_limit，并返回对象
对象新副本可用，TS 缓存新对象，并同时返回给用户
源服务器上的对象不再存在，TS 也不再返回该副本给用户
源服务器没有响应，TS 返回过期的对象并发出警告。

参考文档