Karena proxy bekerja pada layer aplikasi, proxy server dapat berjalan pada banyak aplikasi antara lain HTTP Proxy atau Web Proxy untuk protokol HTTP atau Web, FTP Proxy, SMTP/POP Proxy untuk email, NNTP proxy untuk Newsgroup, RealAudio/RealVideo Proxy untuk multimedia streaming, IRC proxy untuk Internet Relay Chat (IRC), dan lain-lain.
Masing-masing hanya akan menerima,meneruskan atau melakukan filter atas paket yang dihasilkan oleh layanan yang bersesuaian. Proxy aplikasi spesifik memiliki pilihan konfigurasi yang sangat banyak. Sebagai contoh, Web Proxy dapat dikonfigurasi untuk menolak akses ke situs web tertentu pada waktu-waktu tertentu. Demikian juga proxy yang lain, misalnya dapat dikonfigurasi untuk hanya memperbolehkan download FTP dan tidak memperbolehkan upload FTP, hanya memperbolehkan pengguna tertentu yang bisa memainkan file-file RealAudio, mencegah akses ke email server sebelum tanggal tertentu, dan masih banyak lagi.
Proxy server juga sangat baik dalam hal kemampuan menyimpan catatan (logging) dari trafik jaringan, dan dapat digunakan untuk memastikan bahwa koneksi untuk jenis trafik tertentu harus selalu tersedia. Sebagai contoh, sebuah kantor mempunyai koneksi terus menerus ke Internet untuk keperluan akses Web menggunakan satu koneksi Dial-up. Proxy server dapat dikonfigurasi untuk membuka satu lagi koneksi Dial-up kedua bila ada pengguna yang melakukan download melalui FTP pada koneksi Dial-up pertama dalam waktu lama.
Sebagaimana biasa, kelemahan dari konfigurasi yang sangat fleksibel dan banyak pilihan adalah timbulnya kompleksitas. Aplikasi pada sisi pengguna seperti Web Browser atau RealAudio Player harus ikut dikonfigurasi untuk bisa mengetahui adanya proxy server dan bisa menggunakan layanannya. Bila suatu layanan baru dibuat di internet yang berjalan pada layer aplikasi, dengan menggunakan protokol baru dan port yang baru, maka harus dibuat juga proxy yang spesifik dan bersesuaian dengan layanan tersebut. Proses penambahan pengguna dan pendefinisian aturan akses pada suatu proxy juga bisa sangat rumit.
Sebagai perantara antara pengguna dan server-server di internet, proxy server bekerja dengan cara menerima permintaan layanan dari user, dan kemudian sebagai gantinya proxy server akan mewakili permintaan pengguna, ke server-server di internet yang dimaksudkan. Dengan demikian, sebenarnya proxy server hanya meneruskan permintaan pengguna ke server yang dimaksud, akan tetapi disini identitas peminta sudah berganti, bukan lagi pengguna asal, tetapi proxy server tersebut. Server-server di internet hanya akan mengeahui identitas proxy server tersebut, sebagai yang meminta, tetapi tidak akan tahu peminta sebenarnya (yaitu pengguna asalnya) karena permintaan yang sampai kepada server-server di internet bukan lagi dari pengguna asal, tetapi dari proxy server.
7. Caching
Proxy server memiliki mekanisme penyimpanan obyek-obyek yang sudah pernah diminta dari server-server di internet, biasa disebut caching. Karena itu, proxy server yang juga melakukan proses caching juga biasa disebut cache server.
Mekanisme caching akan menyimpan obyek-obyek yang merupakan hasil permintaan dari dari para pengguna, yang didapat dari internet. Karena proxy server bertindak sebagai perantara, maka proxy server mendapatkan obyek-obyek tersebut lebih dahulu dari sumbernya untuk kemudian diteruskan kepada peminta yang sesungguhnya. Dalam proses tersebut, proxy server juga sekaligus menyimpan obyek-obyek tersebut untuk dirinya sendiri dalam ruang disk yang disediakan (cache).
Proses caching ini juga tidak kelihatan bagi pengguna (transparan), karena bagi pengguna tidak tampak siapa sebenarnya yang yang memberikan obyek yang dimintanya, apakah proxy server yang mengambil dari cache-nya atau server asli di internet. Dari sisi pengguna, semua akan nampak sebagai balasan langsung dari internet.
Ada dua jenis metode caching, yaitu pasif dan aktif. Seperti telah kita ketahui, object yang disimpan bisa saja mencapai kadaluarsa, untuk memeriksanya dilakukan validasi. Jika validasi ini dilakukan setelah ada permintaan dari klien, metode ini disebut pasif. Pada caching aktif, cache server mengamati object dan pola perubahannya. Misalkan pada sebuah object didapati setiap harinya berubah setiap jam 12 siang dan pengguna biasanya membacanya jam 14, maka cache server tanpa diminta klien akan memperbaharui object tersebut antara jam 12 dan 14 siang. Dengan cara update otomatis ini waktu yang dibutuhkan pengguna untuk mendapatkan object yang fresh akan semakin sedikit.
8. Transparent Proxy
Salah satu kompleksitas dari proxy pada level aplikasi adalah bahwa pada sisi pengguna harus dilakukan konfigurasi yang spesifik untuk suatu proxy tertentu agar bisa menggunakan layanan dari suatu proxy server. Bila diinginkan agar pengguna tidak harus melakukan konfigurasi khusus, kita bisa mengkonfigurasi proxy/cache server agar berjalan secara benar-benar transparan terhadap pengguna (transparent proxy). Biasanya cara ini memerlukan bantuan dan konfigurasi aplikasi firewall (yang bekerja pada layer network) untuk bisa membuat transparent proxy yang bekerja pada layer aplikasi.
Transparent proxy dapat berguna untuk “memaksa pengguna” menggunakan proxy/cache server, karena pengguna benar-benar tidak mengetahui tentang keberadaan proxy ini, dan apapun konfigurasi pada sisi pengguna, selama proxy server ini berada pada jalur jaringan yang pasti dilalui oleh pengguna untuk menuju ke internet, maka pengguna pasti dengan sendirinya akan “menggunakan” proxy/cache ini.
Cara membuat transparent proxy adalah dengan membelokkan arah (redirecting) dari paket-paket untuk suatu aplikasi tertentu, dengan menggunakan satu atau lebih aturan pada firewall/router. Hal ini bisa dilakukan karena setiap aplikasi berbasis TCP akan menggunakan salah satu port yang tersedia, dan firewall dapat diatur agar membelokkan paket yang menuju ke port layanan tertentu, ke arah port dari proxy yang bersesuaian.
9. Squid Web Proxy/Cache
Salah satu contoh aplikasi proxy/cache server adalah Squid. Squid dikenal sebagai aplikasi proxy dan cache server yang handal. Pada pihak klien bekerja aplikasi browser yang meminta request http pada port 80. Browser ini setelah dikonfigurasi akan meminta content, yang selanjutnya disebut object, kepada cache server, dengan nomor port yang telah disesuaikan dengan milik server, nomor yang dipakai bukan port 80 melainkan port 8080 3130 (kebanyakan cache server menggunakan port itu sebagai standarnya).
Pada saat browser mengirimkan header permintaan, sinyal http request dikirimkan ke server. Header tersebut diterima squid dan dibaca. Dari hasil pembacaan, squid akan memparsing URL yang dibutuhkan, lali URL ini dicocokkan dengan database cache yang ada.
Hubungan antar cache atau nantinya disebut peer itu sendiri ada dua jenis, yaitu parent dan sibling. Sibling kedudukannya saling sejajar dengan sibling lainnya, sedangkan parent adalah berada diatas sibling, dua jenis peer ini yang selanjutnya akan bergandengan membentuk jaringan hirarki cache.
ICP sebagai protokol cache berperan dalam menanyakan ketersediaan object dalam cache. Dalam sebuah jaringan sebuah cache yang mempunyai sibling, akan mencoba mencari yang dibutuhkan ke peer sibling lainnya, bukan kepada parent, cache akan mengirimkan sinyal icp kepada sibling dan sibling membalasnya dengan informasi ketersediaan ada atau tidak. Bila ada, cache akan mencatatkan ICP_HIT dalam lognya. Setelah kepastian object bisa diambil dari sibling, lalu cache akan mengirimkan sinyal http ke sibling untuk mengambil object yang dimaksud. Dan setelah mendapatkannya, cache akan mencatat log SIBLING_HIT.
10. Web Server
Web server adalah merupakan software yang memberikan layanan data yang berfungsi menerima permintaan HTTP atau HTTPS dari client yang dikenal dengan browser web dan mengirimkan kembali hasilnya dalam bentuk halaman - halaman web yang umumnya berbentuk dokumen HTML. Web server menunggu permintaan dari client yang menggunakan browser seperti Netscape Navigator, Internet Explorer, Mozilla, dan program browser lainnya yang disebut sebagai User Agent. Jika ada permintaan dari browser, maka web server akan memproses permintaan itu kemudian memberikan hasil prosesnya berupa data yang diinginkan kembali ke browser. Data ini mempunyai format yang standar, disebut dengan format SGML (standar general markup language). Data yang berupa format ini kemudian akan ditampilkan oleh browser sesuai dengan kemampuan browser tersebut. Contohnya, bila data yang dikirim berupa gambar, browser yang hanya mampu menampilkan teks (misalnya lynx) tidak akan mampu menampilkan gambar tersebut, dan jika ada akan menampilkan alternatifnya saja. Web server, untuk berkomunikasi dengan client-nya (web browser) mempunyai protokol sendiri, yaitu HTTP (hypertext transfer protocol). Dengan protokol ini, komunikasi antar web server dengan client-nya dapat saling dimengerti dan lebih mudah.
Proses yang dimulai dari permintaan webclient (browser), diterima web server, diproses, dan dikembalikan hasil prosesnya oleh web server ke web client lagi dilakukan secara transparan. Setiap orang dapat dengan mudah mengetahui apa yang terjadi pada tiap- tiap proses. Secara garis besarnya web server hanya memproses semua masukan yang diperolehnya dari web clientnya.
Cara kerja web server :
a. Pada saat browser meminta data web page ke server maka instruksi permintaan data oleh browser tersebut di kemas di dalam TCP yang merupakan protokol transport dan dikirim ke alamat yang dalam hal ini merupakan protocol berikutnya yaitu Hyper Text Transfer Protocol (HTTP). HTTP ini merupakan protocol yang digunakan dalam World Wide Web (WWW) antar komputer yang terhubung dalam jaringan di dunia ini.
b. Data yang di passing dari browser ke Web server disebut sebagai HTTP request yang meminta web page dan kemudian web server akan mencari data HTML yang ada dan di kemas dalam TCP protocol dan di kirim kembali ke browser. Data yang dikirim dari server ke browser disebut sebagai HTTP response. Jika data yang diminta oleh browser tidak ditemukan oleh di web server maka akan menimbulkan error di web page yaitu Error : 404 Page Not Found.