正向代理,反向代理和透明代理的原理和區別!

rebirth_love發表於2016-09-24

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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，是在網際網路早期出現就使用的技術。一般實現代理技術的方式就是在伺服器上安裝代理服務軟體，讓其成為一個代理伺服器，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範圍，便於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，代理技術預設說的是正向代理技術。關於正向代理的概念如下：
正向代理(forward)是一個位於客戶端【使用者A】和原始伺服器(origin server)【伺服器B】之間的伺服器【代理伺服器Z】，為了從原始伺服器取得內容，使用者A向代理伺服器Z傳送一個請求並指定目標(伺服器B)，然後代理伺服器Z向伺服器B轉交請求並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定才能使用正向代理。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伺服器替代訪問方【使用者A】去訪問目標伺服器【伺服器B】
這就是正向代理的意義所在。而為什麼要用代理伺服器去代替訪問方【使用者A】去訪問伺服器B呢？這就要從代理伺服器使用的意義說起。
使用正向代理伺服器作用主要有以下幾點：

1、訪問本無法訪問的伺服器B，如下圖1.2

（圖1.2）

我們拋除複雜的網路路由情節來看圖1.2，假設圖中路由器從左到右命名為R1,R2

假設最初使用者A要訪問伺服器B需要經過R1和R2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，那麼就無法訪問伺服器B了。但是如果使用者A讓代理伺服器Z去代替自己訪問伺服器B，由於代理伺服器Z沒有在路由器R1或R2節點中，而是通過其它的路由節點訪問伺服器B，那麼使用者A就可以得到伺服器B的資料了。

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

2、加速訪問伺服器B

這種說法目前不像以前那麼流行了，主要是頻寬流量的飛速發展。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
假設使用者A到伺服器B，經過R1路由器和R2路由器，而R1到R2路由器的鏈路是一個低頻寬鏈路。而使用者A到代理伺服器Z，從代理伺服器Z到伺服器B都是高頻寬鏈路。那麼很顯然就可以加速訪問伺服器B了。

3、Cache作用

Cache（快取）技術和代理服務技術是緊密聯絡的（不光是正向代理，反向代理也使用了Cache（快取）技術。還如上圖所示，如果在使用者A訪問伺服器B某資料J之前，已經有人通過代理伺服器Z訪問過伺服器B上得資料J，那麼代理伺服器Z會把資料J儲存一段時間，如果有人正好取該資料J，那麼代理伺服器Z不再訪問伺服器B，而把快取的資料J直接發給使用者A。這一技術在Cache中術語就叫Cache命中。如果有更多的像使用者A的使用者來訪問代理伺服器Z，那麼這些使用者都可以直接從代理伺服器Z中取得資料J，而不用千里迢迢的去伺服器B下載資料了。

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，例如一些公司採用ISA SERVER做為正向代理伺服器來授權使用者是否有許可權訪問網際網路，挼下圖1.3

（圖1.3）

圖1.3防火牆作為閘道器，用來過濾外網對其的訪問。假設使用者A和使用者B都設定了代理伺服器，使用者A允許訪問網際網路，而使用者B不允許訪問網際網路（這個在代理伺服器Z上做限制）這樣使用者A因為授權，可以通過代理伺服器訪問到伺服器B，而使用者B因為沒有被代理伺服器Z授權，所以訪問伺服器B時，資料包會被直接丟棄。

5、隱藏訪問者的行蹤

如下圖1.4 我們可以看出伺服器B並不知道訪問自己的實際是使用者A，因為代理伺服器Z代替使用者A去直接與伺服器B進行互動。如果代理伺服器Z被使用者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 正向代理是一個位於客戶端和原始伺服器(origin server)之間的伺服器，為了從原始伺服器取得內容，客戶端向代理髮送一個請求並指定目標(原始伺服器)，然後代理向原始伺服器轉交請求並將獲得的內容返回給客戶端。客戶端必須設定正向代理伺服器，當然前提是要知道正向代理伺服器的IP地址，還有代理程式的埠。

二、反向代理（reverse proxy）

反向代理正好與正向代理相反，對於客戶端而言代理伺服器就像是原始伺服器，並且客戶端不需要進行任何特別的設定。客戶端向反向代理的名稱空間(name-space)中的內容傳送普通請求，接著反向代理將判斷向何處(原始伺服器)轉交請求，並將獲得的內容返回給客戶端。

使用反向代理伺服器的作用如下：

1、保護和隱藏原始資源伺服器

如下圖2.1

（圖2.1）
使用者A始終認為它訪問的是原始伺服器B而不是代理伺服器Z，但實用際上反向代理伺服器接受使用者A的應答，從原始資源伺服器B中取得使用者A的需求資源，然後傳送給使用者A。由於防火牆的作用，只允許代理伺服器Z訪問原始資源伺服器B。儘管在這個虛擬的環境下，防火牆和反向代理的共同作用保護了原始資源伺服器B，但使用者A並不知情。

2、負載均衡

如下圖2.2
（圖2.2）
當反向代理伺服器不止一個的時候，我們甚至可以把它們做成叢集，當更多的使用者訪問資源伺服器B的時候，讓不同的代理伺服器Z（x）去應答不同的使用者，然後傳送不同使用者需要的資源。
當然反向代理伺服器像正向代理伺服器一樣擁有CACHE的作用，它可以快取原始資源伺服器B的資源，而不是每次都要向原始資源伺服器B請求資料，特別是一些靜態的資料，比如圖片和檔案，如果這些反向代理伺服器能夠做到和使用者X來自同一個網路，那麼使用者X訪問反向代理伺服器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）
我們並不是講解CDN，所以去掉了CDN最關鍵的核心技術智慧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，對於客戶端而言它就像是原始伺服器，並且客戶端不需要進行任何特別的設定。客戶端向反向代理的名稱空間(name-space)中的內容傳送普通請求，接著反向代理將判斷向何處(原始伺服器)轉交請求，並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式很多，能做正向代理的軟體大部分也可以做反向代理。開源軟體中最流行的就是squid，既可以做正向代理，也有很多人用來做反向代理的前端伺服器。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係來劃分的話。那麼正向代理和透明代理是很明顯堂親關係，而正向代理和反向代理就是表親關係了。

透明代理的意思是客戶端根本不需要知道有代理伺服器的存在，它改編你的request fields（報文），並會傳送真實IP。注意，加密的透明代理則是屬於匿名代理，意思是不用設定使用代理了。

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體。如下圖3.1

（圖3.1）

使用者A和使用者B並不知道行為管理裝置充當透明代理行為，當使用者A或使用者B向伺服器A或伺服器B提交請求的時候，透明代理裝置根據自身策略攔截並修改使用者A或B的報文，並作為實際的請求方，向伺服器A或B傳送請求，當接收資訊回傳，透明代理再根據自身的設定把允許的報文發回至使用者A或B，如上圖，如果透明代理設定不允許訪問伺服器B，那麼使用者A或者使用者B就不會得到伺服器B的資料。

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