马哥教育网络班21期+第19周课程练习

Jeason • • Linux干货

1、描述Tomcat的架构；

Tomcat组件，分为4类：

  • 顶层类组件：包括<Server>元素和<Service>元素，它们位于整个配置文件的顶层；

  • 连接器类组件：为<Connector>元素，代表介于客户端与服务器端之间的通信接口，负责将客户端的请求发送给服务器端，并将服务器的响应结果返回给客户端；

  • 容器类组件：代表处理客户端请求并生成响应结果的组件，共有四类，分别为<Engine>、<Host>、<Context>和<Cluster>元素。Engine组件为特定的Service组件处理所有客户端请求，Host组件为特定的虚拟主机处理所有的客户端请求，Context组件为特定的Web应用处理所有的客户端请求。Cluster组件负责为Tomcat集群系统进行会话复制、Context组件的属性的复制，以及集群范围内WAR文件的发布。

  • 嵌套类组件：代表可以被嵌入到容器中的组件，如<Valve>元素和<Realm>元素等。

Tomcat元素：

  • <Server>元素：代表整个Servlet容器组件，是Tomcat的顶级元素。在<Server>元素中可包含一个或多个<Service>元素；

  • <Service>元素：包含一个<Engine>元素，以及一个或多个<Connector>元素，这些<Connector>元素共享同一个<Engine>元素；

  • <Connector>元素：代表和客户端实际交互的组件，负责接收客户端请求，以及向客户端返回响应结果；

  • <Engine>元素：每个<Service>元素只能包含一个<Engine>元素。<Engine>元素处理在同一个<Service>中所有<Connector>元素接收到的客户端请求；

  • <Host>元素：在一个<Engine>元素中可以包含多个<Host>元素。每个<Host>元素定义了一个虚拟主机，它可以包含一个或多个Web应用；

  • <Context>元素：每个<Context>元素代表了运行在虚拟主机上的单个Web应用。在一个<Host>元素中可以包含多个<Context>元素。

tomcat架构.png

2、详细解释Tomcat的配置文件及配置文件中的参数所代表的含义；

server.xml

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <!--Server元素代表整个Catalina Servlet容器，是Tomcat实例的顶级元素；
    port，指定Tomcat服务器监听shutdown命令的端口；
    shutdown，指定当终止Tomcat服务器时，发送给它的shutdown监听端口的字符串。 -->
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
      <!-- className，指定实现此Server接口的类。-->

  <Service name="Catalina">
      <!-- Service元素用于关联一个引擎和与此引擎相关的连接器；
      name，用于定义Service的名字；
      className，指定实现此Service接口的类-->
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
        <!-- Connector元素是与客户端交互的组件；
        port，设定监听端口号；
        protocol，设定使用的协议；
        connectionTimeout，定义超时时长，以毫秒为单位；
        redirectPort，如果某连接器支持的协议是http，当接收到https请求时，转发至此属性定义的端口；
        enableLookups，是否支持服务器对客户端进行域名解析。 -->


    <Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
               maxThreads="150" SSLEnabled="true" >
        <UpgradeProtocol className="org.apache.coyote.http2.Http2Protocol" />
        <SSLHostConfig>
            <Certificate certificateKeyFile="conf/localhost-rsa-key.pem"
                         certificateFile="conf/localhost-rsa-cert.pem"
                         certificateChainFile="conf/localhost-rsa-chain.pem"
                         type="RSA" />
        </SSLHostConfig>
    </Connector>
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
        <!-- Engine是Servlet处理器的一个实例，即Servlet引擎；
        name，定义Engine的名字；
        defaultHost：指定处理客户端请求的默认主机名；
        jvmRoute，定义Tomcat路由标示。 -->

      <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">

        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
               resourceName="UserDatabase"/>
      </Realm>

      <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
          <!-- 定义用于接收客户端请求并进行相应处理的主机或虚拟主机；
          name，定义虚拟主机的名字；
          appBase，指定虚拟主机的目录，可以指定绝对路径，也可以指定相对于<CATALINA_HOME>的相对路径；
          unpackWARs，在启用此WebApp时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；
          autoDeploy，在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录下的应用程序文件是否自动进行部署；
          alias，指定虚拟主机的别名，可以指定多个别名。 -->
          <Context path="/bbs"
            docBase="/web/threads/bbs"
            reloadable="true">
         </Context>
            <!-- Context在某些意义上类似于apache中的路径别名，一个Context定义用于标识Tomcat实例中的一个Web应用程序；
            path，指定访问该Web应用的URL(相对于此Web服务器根路径)入口，如果为""，则表示为此Webapp的根路径；
            docBase，指定Web应用的存放位置；
            reloadable，是否允许重新加载此context相关的Web应用程序相关的类； -->

        <Valve className="org.apache.catalina.authenticator.SingleSignOn" />

        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

web.xml基于Java Servlet规范，可被用于每一个Java servlet容器，通常有两个存放位置，$CATALINA_BASE/conf和每个Web应用程序（通常是WEB-INF/web.xml）。Tomcat在deploy一个应用程序时(包括重启或重新载入)，它首先读取conf/web.xml，而后读取WEB-INF/web.xml。

tomcat-user.xml用于实现对Tomcat资源的访问控制，如manager-gui，admin-gui。

<role rolename="manager-gui" />
<role rolename="admin-gui" />
<user username="tomcat" password="tomcat" roles="manager-gui,admin-gui" />

3、配置Apache通过mod_proxy模块与Tomcat连接的详细过程；

配置：

apache主机：
    hostname: node4.magedu.com 
    ip:192.168.71.130
tomcat主机：
    hostname: node3.magedu.com
    ip:192.168.71.133

前提：

apache主机：
    # httpd -M | grep proxy
    proxy_module (shared)
    proxy_ajp_module (shared)
    proxy_balancer_module (shared)
    proxy_http_module (shared)

apache与tomcat的http连接器进行整合：

禁用中心主机

vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
#DocumentRoot "/var/www/html"//-->注释掉该项

创建虚拟主机

vim /etc/httpd/conf.d/proxy_mod.http.conf
<VirtualHost *:80>
    ServerName node3.magedu.com
    ProxyVia On
    ProxyRequests Off
    ProxyPreserveHost On
    <Proxy *>
        Require all granted
    </Proxy>
    ProxyPass / http://192.168.71.133:8080/
    ProxyPassReverse / http://192.168.71.133:8080/
    <Location />
        Require all granted
    </Location>
</VirtualHost>

apache与tomcat的ajp连接器进行整合：

vim /etc/httpd/conf.d/proxy_mod.ajp.conf
<VirtualHost *:80>
    ServerName node3.magedu.com
    ProxyVia On
    ProxyRequests Off
    ProxyPreserveHost On
    <Proxy *>
        Require all granted
    </Proxy>
    ProxyPass / http://192.168.71.133:8009/
    ProxyPassReverse / http://192.168.71.133:8009/
    <Location />
        Require all granted
    </Location>
</VirtualHost>

相关指令详解：

ProxyPreserveHost {On|Off}：如果启用此功能，代理会将用户请求报文中的Host:行发送给后端的服务器，而不再使用ProxyPass指定的服务器地址。如果想在反向代理中支持虚拟主机，则需要开启此项，否则就无需打开此功能。

ProxyVia  {On|Off|Full|Block}：用于控制在http首部是否使用Via:，主要用于在多级代理中控制代理请求的流向。默认为Off，即不启用此功能；On表示每个请求和响应报文均添加Via:；Full表示每个Via:行都会添加当前apache服务器的版本号信息；Block表示每个代理请求报文中的Via：都会被移除。

ProxyRequests {On|Off}：是否开启apache正向代理的功能；启用此项时为了代理http协议必须启用mod_proxy_http模块。同时，如果为apache设置了ProxyPass，则必须将ProxyRequests设置为Off。

ProxyPass  [path]  !|url  [key=value key=value ...]]：将后端服务器某URL与当前服务器的某虚拟路径关联起来作为提供服务的路径，path为当前服务器上的某虚拟路径，url为后端服务器上某URL路径。使用此指令时必须将ProxyRequests的值设置为Off。需要注意的是，如果path以“/”结尾，则对应的url也必须以“/”结尾，反之亦然。

另外，mod_proxy模块在httpd 2.1的版本之后支持与后端服务器的连接池功能，连接在按需创建在可以保存至连接池中以备进一步使用。连接池大小或其它设定可以通过在ProxyPass中使用key=value的方式定义。常用的key如下所示：
◇ min：连接池的最小容量，此值与实际连接个数无关，仅表示连接池最小要初始化的空间大小。
◇ max：连接池的最大容量，每个MPM都有自己独立的容量；都值与MPM本身有关，如Prefork的总是为1，而其它的则取决于ThreadsPerChild指令的值。
◇ loadfactor：用于负载均衡集群配置中，定义对应后端服务器的权重，取值范围为1-100。
◇ retry：当apache将请求发送至后端服务器得到错误响应时等待多长时间以后再重试。单位是秒钟。

4、配置基于mod_jk的负载均衡；

配置

apache主机：
    node4.magedu.com 192.168.71.130
TomcatA主机：
    node3.magedu.com 192.168.71.133
TomcatB主机：
    node5.magedu.com 192.168.71.128

前提：编译mod_jk时需用到apxs，所以预先安装httpd-devel，之后编译安装mod_jk。

apache主机：
    # yum install -y httpd-devel
    # whereis apxs
    /usr/bin/apxs
    # tar xf tomcat-connectors-1.2.40-src.tar.gz 
    # cd tomcat-connectors-1.2.40-src/native/
    # ./configure --with-apxs=/usr/bin/apxs 
    # make && make install
TomcatA主机：
    # vim server.xml
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="TomcatA">
TomcatB主机：
    # vim server.xml
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="TomcatB">

配置基于mod_jk的负载均衡

# vim /etc/httpd/conf.d/http-jk.conf
LoadModule jk_module modules/mod_jk.so
JkWorkersFile /etc/httpd/conf.d/workers.properties
JkLogFile logs/mod_jk.log
JkLogLevel debug
JkMount */ lbcluster1
JkMount /status/ stat1

# vim /etc/httpd/conf.d/workers.properties
worker.list=lbcluster1,stat1
worker.TomcatA.type=ajp13
worker.TomcatA.host=192.168.71.133
worker.TomcatA.port=8009
worker.TomcatA.lbfactor=1
worker.TomcatB.type=ajp13
worker.TomcatB.host=192.168.71.128
worker.TomcatB.port=8009
worker.TomcatB.lbfactor=1
worker.lbcluster1.type=lb
worker.lbcluster1.sticky_session=0
worker.lbcluster1.balance_workers=TomcatA,TomcatB
worker.stat1.type=status

启动服务，进行测试成功！

5、配置Tomcat集群，能够实现用户的session会话保持。

为node3和node5节点配置使用deltamanager：

将以下内容复制到server.xml中的Host组件中，主要修改的处为Receiver的address，若主机配置有多个ip，在默认auto情况下会报错，最好将其修改为服务监听的ip。

    <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
             channelSendOptions="8">

      <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
               expireSessionsOnShutdown="false"
               notifyListenersOnReplication="true"/>

      <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
        <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
                    address="228.0.1.14"
                    port="45564"
                    frequency="500"
                    dropTime="3000"/>
        <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
                  address="192.168.71.133"
                  port="4000"
                  autoBind="100"
                  selectorTimeout="5000"
                  maxThreads="6"/>

        <Sender className="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter">
          <Transport className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/>
        </Sender>
        <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
        <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatchInterceptor"/>
      </Channel>

      <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"
             filter=""/>
      <Valve className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>

      <Deployer className="org.apache.catalina.ha.deploy.FarmWarDeployer"
                tempDir="/tmp/war-temp/"
                deployDir="/tmp/war-deploy/"
                watchDir="/tmp/war-listen/"
                watchEnabled="false"/>

      <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
    </Cluster>

为需要使用Session Cluster的WebApp开启Session Distribution的功能：

在此WebApp的WEB-INF目录下的web.xml添加
    <distributable/>

两点注意：

  1. 应根据Tomcat的版本选择对应的配置，在试验中失败了几次，配置文件检查时出现Error，主要是由于试验时的Tomcat版本是8.5，而配置文件段使用的是Tomcat8.0的；

  2. 在为使用Session Cluster的WebApp开启Session Distribution的功能时，添加到的配置文件非WebApp的web.xml，导致不能实现会话保持。

原创文章，作者：Jeason，如若转载，请注明出处：http://www.178linux.com/62234

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