Memcached

Memcached [ˈmɛm.kæʃ.tː] ist ein unter der BSD-Lizenz veröffentlichter Cache-Server zum allgemeinen Hinterlegen und Abholen von Daten aus dem Arbeitsspeicher. Die Software findet hauptsächlich Verwendung für Internetseiten, die Daten aus Datenbanksystemen zeitweise auf dem Server hinterlegen. Sie dient bei vielen dynamischen Websites mit Datenbankanbindung zur Leistungsverbesserung, indem durch die Vorhaltung von wichtigen Daten im Arbeitsspeicher Festplattenzugriffe vermieden werden beziehungsweise der Aufruf von aufwändigen und häufig verwendeten Datenbankabfragen – insbesondere SELECT-Anweisungen – minimiert wird.

Memcached
Basisdaten
Entwickler	Danga Interactive
Erscheinungsjahr	22. Mai 2003
Aktuelle Version	1.6.22 (16. Oktober 2023)
Betriebssystem	Unix-Derivate, Windows
Programmiersprache	C
Kategorie	Cache-Server
Lizenz	3-Klausel-BSD
deutschsprachig	nein
memcached.org

Geschichte

Memcached wurde ursprünglich von der Firma Danga Interactive für das Internetportal LiveJournal entwickelt. Bis zum 15. Juni 2003 stand die Software unter der GPL, als die Lizenzierung zur BSD-Lizenz geändert wurde. Mittlerweile ist der Einsatz der Software weit verbreitet und dient beispielsweise allein bei Facebook und der Wikipedia zur Bedienung von Milliarden von Nutzern im Monat.

Funktionsweise

Die Verbindung zu einem solchen Server findet über die Protokolle TCP und IP statt. Daten werden mit einem eindeutigen Schlüsselwert versehen (vergleichbar mit dem Namen einer Variablen) und als Zeichenketten im Arbeitsspeicher abgelegt. Um das Abspeichern von Datentypen wie Ganz- oder Fließkommazahlen sowie Objekten zu ermöglichen, werden diese Daten durch die meisten Programmbibliotheken im Vorfeld serialisiert.

Daten können entweder dauerhaft oder zeitweise abgespeichert werden. Für den letzteren Fall übernimmt memcached das Löschen automatisch.

Beispiele

PHP

// Verbindung herstellen $memcached = @memcache_connect('localhost', 11211) or die('FEHLER! Die Verbindung zum Server ist fehlgeschlagen!'); // Die Zeichenkette 'Hallo' unter der Bezeichnung 'wert1' // für 1800 Sekunden abspeichern $memcached->add('wert1', 'Hallo', false, 1800); // Die Zeichenkette 'Hallo, nochmal' unter der Bezeichnung 'wert2' // dauerhaft (Wert 0) in komprimierter Form abspeichern $memcached->add('wert2', 'Hallo, nochmal', MEMCACHE_COMPRESSED, 0); // 'wert1' löschen $memcached->delete('wert1'); // 'wert2' mit dem Ganzzahlenwert 5979 ersetzen und für 23979 Sekunden // unkomprimiert abspeichern. Vorhandene Werte müssen mit replace() überschrieben // werden. Eine Verwendung von add() würde in einem solchen Fall zu einem // Fehler führen! $memcached->replace('wert2', 5979, false, 23979); // 'wertObjekt' für 10 Sekunden mit dem Wert einer Instanz der PHP-Klasse // stdClass anlegen $memcached->add('wertObjekt', new stdClass(), false, 10); // das gespeicherte Objekt von 'wertObjekt' ausgeben echo var_export($memcached->get('wertObjekt'), true); // sämtliche Statistiken, die der Server zur Verfügung stellt, ausgeben var_dump($memcached->getStats()); // alle Werte löschen $memcached->flush(); // Verbindung wieder schließen $memcached->close(); 

Perl

use Modern::Perl; use Cache::Memcached::Fast; # neues memcached-Objekt erzeugen # my $cache = Cache::Memcached::Fast->new({ servers => [ '127.0.0.1:11211', '192.168.50.55:11211' ] }); # ein einfaches key/value Paar speichern # $cache->set( 'key', 'value' ); # komplexe Datenstrukturen speichern # $cache->set( 'key', { name => 'John', age => 22 } ); # gespeicherte Daten abfragen # my $data = $cache->get( 'key' ); # einen Datensatz löschen # $cache->delete( 'key' ); # alle Werte löschen # $cache->flush_all; # Verbindung schließen # $cache->disconnect_all; 

Java

// Liste für die Server erstellen List<InetSocketAddress> memcachedServers = new ArrayList<InetSocketAddress>(); memcachedServers.add( new InetSocketAddress("localhost",11211) ); // Verbindung herstellen MemcachedClient memcachedClient = new MemcachedClient(memcachedServers); // Die Zeichenkette "Hallo" für eine Stunde (3600 Sekunden) unter der Bezeichnung "wert1" abspeichern memcachedClient.add("wert1", 3600, "Hallo"); // "wert1" löschen memcachedClient.delete("wert1"); // alle Werte löschen memcachedClient.flush() 

Missbrauch als DDoS-Werkzeug

Aus dem öffentlichen Internet erreichbare memcached-Server können von Angreifern verwendet werden, um Denial-of-Service-Angriffe zu verstärken. Da die Antwort auf eine memcached-Anfrage in der Regel bedeutend größer als die Anfrage ist, kann der Angreifer, wie bei einer DNS Amplification Attack, die Menge der an das Angriffsziel geschickten Daten erhöhen. Diese Angriffstechnik wurde bei einer Attacke auf github.com Ende Februar 2018 genutzt, um die bis dahin höchste bei einem DDoS-Angriff beobachtete Datenrate zu erreichen.

Nur bei memcached-Servern, die hinter einer Firewall stehen, ist ein Missbrauch ausgeschlossen. Die Identifizierung der ungeschützten Server wird nach Experteneinschätzung noch mehrere Monate dauern.

Weblinks

• Offizielle Webpräsenz
• Tim Schürmann: Verteiltes Caching mit memcached. In: ADMIN-Magazin. Abgerufen am 13. November 2016. 

Programmbibliotheken

• ASP.NET
• C
• Java
• Perl
• PHP
• Python
• Ruby
• Go

Software, die memcached verwendet

• MediaWiki
• Memcached Functions for MySQL – MySQL-Schnittstelle
• pgmemcached – PostgreSQL-Schnittstelle
• Drupal
• Ruby on Rails
• Symfony
• CodeIgniter

Einzelnachweise

1. Release 1.6.22. 16. Oktober 2023 (abgerufen am 20. Oktober 2023).
2. InfoQ: JGroups Implementation of Memcached Supports Failover and JMX. (abgerufen am 23. Juni 2017).
3. github.com. (abgerufen am 8. Juli 2018).
4. Rekord-DDoS-Attacke mit 1,35 Terabit pro Sekunde gegen Github.com. In: heise Security. Abgerufen am 5. März 2018 (deutsch). 
5. Diese DDoS-Attacken brechen alle Rekorde. Spiegel Online, 8. März 2018; abgerufen am 9. März 2018