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圖解正向代理、反向代理、透明代理的原理

 套用古龍武俠小說套路來說,代理服務技術是一門很古老的技術,是在互聯網早期出現就使用的技術。一般實現代理技術的方式就是在服務器上安裝代理服務軟件,讓其成為一個代理服務器,從而實現代理技術。常用的代理技術分為正向代理、反向代理和透明代理。本文就是針對這三種代理來講解一些基本原理和具體的適用范圍,便于大家更深入理解代理服務技術。

一、正向代理(Forward Proxy)

   一般情況下,如果沒有特別說明,代理技術默認說的是正向代理技術。關于正向代理的概念如下:
正向代理(forward)是一個位于客戶端【用戶A】和原始服務器(origin server)服務器B】之間的服務器【代理服務器Z】,為了從原始服務器取得內容,用戶A向代理服務器Z發送一個請求并指定目標(服務器B),然后代理服務器Z服務器B轉交請求并將獲得的內容返回給客戶端。客戶端必須要進行一些特別的設置才能使用正向代理。如下圖1.1

(圖1.1
從上面的概念中,我們看出,文中所謂的正向代理就是代理服務器替代訪問方【用戶A】去訪問目標服務器服務器B
這就是正向代理的意義所在。而為什么要用代理服務器去代替訪問方【用戶A】去訪問服務器B呢?這就要從代理服務器使用的意義說起。
使用正向代理服務器作用主要有以下幾點:

1、訪問本無法訪問的服務器B,如下圖1.2

(圖1.2

 

我們拋除復雜的網絡路由情節來看圖1.2,假設圖中路由器從左到右命名為R1,R2

假設最初用戶A要訪問服務器B需要經過R1R2路由器這樣一個路由節點,如果路由器R1或者路由器R2發生故障,那么就無法訪問服務器B了。但是如果用戶A讓代理服務器Z去代替自己訪問服務器B,由于代理服務器Z沒有在路由器R1R2節點中,而是通過其它的路由節點訪問服務器B,那么用戶A就可以得到服務器B的數據了。

現實中的例子就是“翻墻”。不過自從VPN技術被廣泛應用外,“翻墻”不但使用了傳統的正向代理技術,有的還使用了VPN技術

 

2、加速訪問服務器B

這種說法目前不像以前那么流行了,主要是帶寬流量的飛速發展。早期的正向代理中,很多人使用正向代理就是提速。還是如圖1.2
假設用戶A服務器B,經過R1路由器和R2路由器,而R1R2路由器的鏈路是一個低帶寬鏈路。而用戶A到代理服務器Z,從代理服務器Z服務器B都是高帶寬鏈路。那么很顯然就可以加速訪問服務器B了。
 

3Cache作用

Cache(緩存)技術和代理服務技術是緊密聯系的(不光是正向代理,反向代理也使用了Cache(緩存)技術。還如上圖所示,如果在用戶A訪問服務器B某數據J之前,已經有人通過代理服務器Z訪問過服務器B上得數據J,那么代理服務器Z會把數據J保存一段時間,如果有人正好取該數據J,那么代理服務器Z不再訪問服務器B,而把緩存的數據J直接發給用戶A。這一技術在Cache中術語就叫Cache命中。如果有更多的像用戶A的用戶來訪問代理服務器Z,那么這些用戶都可以直接從代理服務器Z中取得數據J,而不用千里迢迢的去服務器B下載數據了。
 

4、客戶端訪問授權

這方面的內容現今使用的還是比較多的,例如一些公司采用ISA SERVER做為正向代理服務器來授權用戶是否有權限訪問互聯網,挼下圖1.3

(圖1.3

1.3防火墻作為網關,用來過濾外網對其的訪問。假設用戶A和用戶B都設置了代理服務器,用戶A允許訪問互聯網,而用戶B不允許訪問互聯網(這個在代理服務器Z上做限制)這樣用戶A因為授權,可以通過代理服務器訪問到服務器B,而用戶B因為沒有被代理服務器Z授權,所以訪問服務器B時,數據包會被直接丟棄。

5、隱藏訪問者的行蹤

如下圖1.4 我們可以看出服務器B并不知道訪問自己的實際是用戶A,因為代理服務器Z代替用戶A去直接與服務器B進行交互。如果代理服務器Z被用戶A完全控制(或不完全控制),會慣以“肉雞”術語稱呼。

(圖1.4)

 

我們總結一下 正向代理是一個位于客戶端和原始服務器(origin server)之間的服務器,為了從原始服務器取得內容,客戶端向代理發送一個請求并指定目標(原始服務器),然后代理向原始服務器轉交請求并將獲得的內容返回給客戶端。客戶端必須設置正向代理服務器,當然前提是要知道正向代理服務器IP地址,還有代理程序的端口。

 

二、反向代理(reverse proxy

反向代理正好與正向代理相反,對于客戶端而言代理服務器就像是原始服務器,并且客戶端不需要進行任何特別的設置。客戶端向反向代理的命名空間(name-space)中的內容發送普通請求,接著反向代理將判斷向何處(原始服務器)轉交請求,并將獲得的內容返回給客戶端。

使用反向代理服務器的作用如下:

1、  保護和隱藏原始資源服務器

如下圖2.1

(圖2.1
用戶A始終認為它訪問的是原始服務器B而不是代理服務器Z,但實用際上反向代理服務器接受用戶A的應答,從原始資源服務器B中取得用戶A的需求資源,然后發送給用戶A。由于防火墻的作用,只允許代理服務器Z訪問原始資源服務器B。盡管在這個虛擬的環境下,防火墻和反向代理的共同作用保護了原始資源服務器B,但用戶A并不知情。

2、  負載均衡

如下圖2.2
(圖2.2
 
   當反向代理服務器不止一個的時候,我們甚至可以把它們做成集群,當更多的用戶訪問資源服務器B的時候,讓不同的代理服務器Zx)去應答不同的用戶,然后發送不同用戶需要的資源。
當然反向代理服務器像正向代理服務器一樣擁有CACHE的作用,它可以緩存原始資源服務器B的資源,而不是每次都要向原始資源服務器B請求數據,特別是一些靜態的數據,比如圖片和文件,如果這些反向代理服務器能夠做到和用戶X來自同一個網絡,那么用戶X訪問反向代理服務器X,就會得到很高質量的速度。這正是CDN技術的核心。如下圖2.3
(圖2.3
 
我們并不是講解CDN,所以去掉了CDN最關鍵的核心技術智能DNS。只是展示CDN技術實際上利用的正是反向代理原理這塊。
反向代理結論與正向代理正好相反,對于客戶端而言它就像是原始服務器,并且客戶端不需要進行任何特別的設置。客戶端向反向代理的命名空間(name-space)中的內容發送普通請求,接著反向代理將判斷向何處(原始服務器)轉交請求,并將獲得的內容返回給客戶端,就像這些內容原本就是它自己的一樣。
基本上,網上做正反向代理的程序很多,能做正向代理的軟件大部分也可以做反向代理。開源軟件中最流行的就是squid,既可以做正向代理,也有很多人用來做反向代理的前端服務器。另外MS ISA也可以用來在WINDOWS平臺下做正向代理。反向代理中最主要的實踐就是WEB服務,近些年來最火的就是Nginx了。網上有人說NGINX不能做正向代理,其實是不對的。NGINX也可以做正向代理,不過用的人比較少了。
 

三、透明代理

    如果把正向代理、反向代理和透明代理按照人類血緣關系來劃分的話。那么正向代理和透明代理是很明顯堂親關系,而正向代理和反向代理就是表親關系了 

透明代理的意思是客戶端根本不需要知道有代理服務器的存在,它改編你的request fields(報文),并會傳送真實IP。注意,加密的透明代理則是屬于匿名代理,意思是不用設置使用代理了。

透明代理實踐的例子就是時下很多公司使用的行為管理軟件。如下圖3.1

(圖3.1

 

 

用戶A和用戶B并不知道行為管理設備充當透明代理行為,當用戶A或用戶B服務器A服務器B提交請求的時候,透明代理設備根據自身策略攔截并修改用戶AB的報文,并作為實際的請求方,向服務器AB發送請求,當接收信息回傳,透明代理再根據自身的設置把允許的報文發回至用戶AB,如上圖,如果透明代理設置不允許訪問服務器B,那么用戶A或者用戶B就不會得到服務器B的數據。
 

本文出自 “丁胖胖的BLOG” 博客,請務必保留此出處http://z00w00.blog.51cto.com/515114/1031287

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