第十九周作业

1、描述Tomcat的架构；

核心架构图：

第十九周作业

架构简介：

Server是管理Service接口的，是Tomcat的一个顶级容器。管理着多个Service；
Service 是服务，管理着一个Container和多个Connector，Service的存在依赖于Server；
Container : 一个或者多个Container 可以对应一个Connector,这样就组成了一个Service，Service生命周期的由Server进行管理；
Container和Connector之间的交互媒介是Service，一个Service可以对应多个Connector，但是只能有一个Container容器。

核心类：

第十九周作业

Tomcat容器结构图：

第十九周作业

Tomcat常用组件介绍：

Server：tomcat实例，即运行的一个jvm进程；监听于8005端口接收“SHUTDOWN”。各server监听的端口不能相同；因此，一个物理主机上启动多个server实例应该使用不同的端口；
service：用于实现将一个或多个connector关联至一个engine；
connector：进入tomcat的请求可分为两类：

tomcat作为独立的应用程序服务器：standalone，此时，请求将来自于浏览器；
tomcat作为应用程序服务器：请求将来自于前面的反代主机；

Engine：Servlet的一个实例，即servlet引擎，其内部可以有一个或多个Host组件来定义站点；通常需要通过defaultHost的属性定义默认虚拟主机；
Host组件：位于Engine容器中用于接收请求并进行相应处理的主机或虚拟主机；
Context组件：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；
Realm组件：一个Realm表示一个安全上下文，它是一个授权访问某个给定Context的用户列表和某用户所允许切换的角色相关定义的列表。因此，Realm就像是一个用户和组相关的数据库。定义Realm时惟一必须要提供的属性是classname，它是Realm的多个不同实现，用于表示此Realm认证的用户及角色等认证信息的存放位置。
Valve类似于过滤器，它可以工作于Engine和Host/Context之间、Host和Context之间以及Context和Web应用程序的某资源之间。一个容器内可以建立多个Valve，而且Valve定义的次序也决定了它们生效的次序。

Tomcat的目录结构：

脚本及启动时用到的类；
lib：类库；
conf：配置文件；
logs：日志文件；
webapps：webapp默认的部署目录；
work：工作目录；
temp：临时文件目录

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；

Tomcat的配置文件：

server.xml：主配置文件
context.xml：每个webapp都可以有专用的配置文件，这些配置文件通常位于webapp应用程序自己的目录下的WEB-INF目录中；此context.xml为每个webapp提供默认配置；
web.xml：每个webapp只有在“部署”后才能被访问，此文件则用于为各webapps定义默认的部署方式；
tomcat-users.xml：用户认证的帐号和密码文件；
catalina.policy：当使用-security选项来启动tomcat实例时，会读取此配置文件来实现基于安全策略的运行方式；
catalina.properties：java属性的定义文件，用于设定类加载器路径，以及一些与JVM调优相关的参数等；
logging.propeties：日志系统相关的配置；

元素名	属性	解释
Server	className	这个类必须是org.apache.catalina.Server的实现类，如果没有指定类名，则使用标准实现。
	address	这是等待关闭命令的TCP/IP地址，如果没有指定，默认使用localhost。
	port	这个端口是用于接收关闭服务的端口，可以设置为-1来禁用。
	shutdown	这个命令字符串必须通过TCP/IP端口接收，才能关闭Tomcat。
Service	className	这个类必须是org.apache.catalina.Service的实现类。
Service	name	Service的展示名称，如果使用标准的Catalina组件，这个名称会包含在日志信息中。同一个Server下的每个Service的名称必须唯一。
Connector	allowTrace	是否允许TRACE HTTP方法，默认false。
	asyncTimeout	异步请求超时时间，单位毫秒，默认10000ms（10秒）。
	enableLookups	如果想使用request.getRemoteHost()方法通过DNS查找远程请求客户端的真实的主机名，则设置为true。设置为false会跳过DNS查找，直接返回IP地址。DNS查找默认禁用。
	maxHeaderCount	一个请求允许最大的请求头数量。如果超出限制请求会被拒绝。如果为负值，无限制。默认值100。
	maxParameterCount	GET和POST请求的参数（和值）的最大数量，超出的参数会被忽略。如果是0或者小于0，表示无限制。默认为10000。
	maxPostSize	POST请求的最大字节数。如果为负，无限制。默认2097152字节（即2Mb）。
	maxSavePostSize	POST请求的最大保存/缓冲字节数。-1表示无限制，0表示禁用保存/缓冲，默认为4096字节（4Kb）。
	port	TCP端口，用于创建Server socket并等待进入连接。操作系统允许1个服务器监听1个IP的1个指定端口。如果值为0，Tomcat会为这个Connector选择一个随机的空闲端口。
	protocol	通信协议。默认为HTTP/1.1，这个协议使用自动切换机制来选择阻塞式基于Java的Connector或者基于APR/native的Connector。如果要使用明确的协议，而不是自动切换机制选择的协议，可以选择下面的值： org.apache.coyote.http11.Http11Protocol – 阻塞 Java connector org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol – 非阻塞 Java connector org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol – APR/native connector.也支持自定义的实现。
	proxyName	如果当前Connector使用代理配置，使用这个属性指定Server名称。这个Server名称，可以调用request.getServerName()方法返回。
	proxyPort	指定代理的Server端口。
	redirectPort	如果当前Connector不支持SSL请求，但是收到的请求匹配web.xml中配置的security-constraint选项，要求使用SSL端口，那么Catalina会自动把请求转发到这个指定端口。
	scheme	给当前协议设置一个名字，这样可以通过request.getScheme()方法获得协议名词，比如给SSL协议取名HTTPS。默认值为http。URIEncoding：字符编码。用于URI字节解码，和URL %xx部分数据的解码。默认为ISO-8859-1。
	useIPVHosts	将该属性设置为true会导致Tomcat使用收到请求的IP地址，来决定将请求发送到哪个主机。默认false。
	acceptCount	当所有的可用线程都在使用中，传入连接请求队列的最大长度。当队列满时，任何请求都会被拒绝。默认100。
	address	如果服务器有多个IP，这个属性指定使用哪个IP地址用于监听端口。默认使用与服务器关联的全部IP地址。
	compressableMimeType	HTTP压缩的元数据类型，参数可以使用逗号间隔。默认为text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript。
	compression	为了节省服务器带宽，Connector可以使用HTTP/1.1 GZIP压缩。 on：允许压缩，这回引起文本数据被压缩。 off：禁用压缩。 force：强制在所有情况下压缩。某整数：压缩前的最小字节量，否则不压缩。默认为false。
	compressionMinSize	当compression设置为on，指定压缩前的最小数据量。默认为2048。
	connectionTimeout	连接超时时间。-1表示无限制。默认值60000ms（60秒）。但server.xml默认配置为20000。
	disableUploadTimeout	是否禁用上传超时时间，开启后，上传数据的连接使用单独的超时时间。
	connectionUploadTimeout	上传数据时，连接超时时间。
	executor	指向Executor元素的引用。如果设置了这个元属性，并且对应的Executor存在，Connector将使用这个Executor，而其他所有线程相关属性将被忽略。如果未指定此属性，Connector会使用一个私有的、内部Executor来提供线程池。
	executorTerminationTimeoutMillis	在关闭Connector之前，那个私有的、内部Executor等待请求处理线程的终结的超时时间。BIO Connector默认值为0ms。NIO和APR/native Connector默认值为5000ms。
	keepAliveTimeout	长连接超时时间。Connector在关闭连接之前，会等待另一个HTTP请求的时间。默认值是connectionTimeout的属性值。-1无超时时间。
	maxKeepAliveRequests	HTTP请求最大长连接数量。如果值为1，禁用长连接。设为-1，无限制。默认值为100。
	maxConnections	在任何给定的时间服务器接收并处理的最大连接数。当这个数字已经达到了，服务器将不会接受任何连接，直到连接的数量降到低于此值。基于acceptCount，操作系统可能仍然接收连接。
	maxHttpHeaderSize	请求头和响应头的最大字节数。默认8192（8Kb）
	maxThreads	最多同时处理的请求的最大线程数量，这决定了同时处理请求的最大数量。默认200。
	minSpareThreads	最小空闲线程数量。默认10。
	socketBuffer	Socket输出缓冲区大小。单位字节。-1表示禁用缓冲区。默认值9000字节。
	SSLEnabled	是否开启SSL加密传输。需要配置secure和scheme属性。
Context	cookies	是否使用cookie，可以通过cookie鉴别session。默认true。设置为false，则无法使用cookie完成session鉴证，然后必须依赖于URL重写。
	docBase	应用程序文件的根目录。如果应用程序不在Host元素的appBase路径下，需要设置此属性。
	path	应用程序的访问路径（context path）。
	reloadable	自动重新加载class和jar文件。设置为true，Catalina会监视/WEB-INF/classes/ 和/WEB-INF/lib目录下的变动，如果检测到变动就会自动重新加载应用程序。此功能非常有用但是不建议在生产环境使用。
Engine	defaultHost	默认的主机名，它必须指向一个Host元素的name属性。
	name	Engine的逻辑名称，用于日志和错误信息。如果在一个Server中使用多个Service元素，每个Engine必须使用唯一的名称。
	jvmRoute	在负载均衡场景中使用，用以实现会话黏性，此标识在参与集群的所有节点上必须唯一；
Host	appBase	此Host的webapps目录，即存放非归档的web应用程序的目录或归档后的WAR文件的目录路径；可以使用基于$CATALINA_HOME的相对路径；
	name	一般是虚拟主机注册到DNS的网络名称。必须有一个Host的name作为Engine的defaultHost。
	autoDelploy	在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true；
	unpackWars	在启动此webapps时是否对WAR格式的文档文件先进行展开；默认为true；
Realm	JAASRealm	基于Java Authintication and Authorization Service实现用户认证；
	JDBCRealm	通过JDBC访问某关系型数据库表实现用户认证；
	JNDIRealm	基于JNDI使用目录服务实现认证信息的获取；
	MemoryRealm	查找tomcat-user.xml文件实现用户信息的获取；
	UserDatabaseRealm	基于UserDatabase文件(通常是tomcat-user.xml)实现用户认证，它实现是一个完全可更新和持久有效的MemoryRealm，因此能够跟标准的MemoryRealm兼容；它通过JNDI实现；
Valve	AccessLogValve	访问日志Value；
	ExtendedAccessValve	扩展功能的访问日志Valve；
	JDBCAccessLogValve	通过JDBC将访问日志信息发送到数据库中；
	RequestDumperValve	请求转储Valve；
	RemoteAddrValve	基于远程地址的访问控制；
	RemoteHostValve	基于远程主机名称的访问控制；
	SemaphoreValve	用于控制Tomcat主机上任何容器上的并发访问数量；
	JvmRouteBinderValve	在配置多个Tomcat为以Apache通过mod_proxy或mod_jk作为前端的集群架构中，当期望停止某节点时，可以通过此Valve将用记请求定向至备用节点；使用此Valve，必须使用JvmRouteSessionIDBinderListener；
	ReplicationValve	专用于Tomcat集群架构中，可以在某个请求的session信息发生更改时触发session数据在各节点间进行复制；
	SingleSignOn	将两个或多个需要对用户进行认证webapp在认证用户时连接在一起，即一次认证即可访问所有连接在一起的webapp；
	ClusterSingleSingOn	对SingleSignOn的扩展，专用于Tomcat集群当中，需要结合ClusterSingleSignOnListener进行工作；

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

环境：

apache代理服务器：192.168.0.20

tomcat服务器：192.168.0.22

1.后端tomcat配置

######安装jdk######
~]# rpm -ivh jdk-7u79-linux-x64.rpm
~]# vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/latest
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
~]# source /etc/profile
~]# java -version
java version "1.7.0_79"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_79-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.79-b02, mixed mode)

######安装tomcat######
~]# yum install tomcat tomcat-lib tomcat-admin-webapps tomcat-webapps -y
######修改tomcat配置文件，在默认Host类中添加Context######
~]# vim /etc/tomcat/server.xml
...
     <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Context path="/test" docBase="testapp"/>

...
#######创建webapp特有的目录结构#########
~]# cd /var/share/tomcat/webapps/
~]# mkdir /testapp/{classes,lib,WEB-INF,META-INF} -p
#######创建jsp探测页面########
~]# vim testapp/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<%@ page import="java.util.*" %>
<html>
        <head>
                <title>JSP Test Page</title>
        </head>
        <body>
                <% out.println("Tomcat_A_22");
                %>
        </body>
</html>
~]# systemctl start tomcat.service
######在客户端访问tomcat服务器正常######
~]# curl 192.168.0.22:8080/test/

<html>
        <head>
                <title>JSP Test Page</title>
        </head>
        <body>
                Tomcat_A_22

        </body>
</html>

2.前端apache代理配置

~]# yum install httpd -y
######请先确保httpd包含了http协议的代理模块######
~]# httpd -M
...
proxy_http_module (shared)
######创建一个代理虚拟主机######
~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
#DocumentRoot "/var/www/html"            #注释掉该行
~]# vim /etc/httpd/conf.d/http_tomcat.conf
<VirtualHost *:80>
        ServerName tc1.magedu.com
        ProxyRequests Off
        ProxyVia On
        ProxyPreserveHost On
        <Proxy *>
                Require all granted
        </Proxy>
        ProxyPass / http://192.168.0.22:8080/
        ProxyPassReverse / http://192.168.0.22:8080/
        <Location />
                Require all granted
        </Location>
</VirtualHost>
~]# systemctl start httpd.service
######在客户端访问apache代理######
~]# curl 192.168.0.20/test/
<html>
        <head>
                <title>JSP Test Page</title>
        </head>
        <body>
                Tomcat_A_22

        </body>
</html>

4、配置基于mod_jk的负载均衡；

环境：

apache代理服务器(mod_jk)：192.168.0.20

tomcat服务器A：192.168.0.22

tomcat服务器B：192.168.0.23

1.后端tomcat服务器配置

######修改Host类，添加jvmRoute属性######
#Tomcat_A：
~]# vim /etc/tomcat/server.xml
...
     <Host name="localhost"  appBase="webapps jvmRoute="TomcatA""      #jvmRoute值要与workers.properties中节点名称一致 unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Context path="/test" docBase="testapp"/>

...
#Tomcat_B：
~]# vim /etc/tomcat/server.xml
...
     <Host name="localhost"  appBase="webapps jvmRoute="TomcatB""
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Context path="/test" docBase="testapp"/>

...
~]# systemctl restart tomcat.service

2.前端apache代理服务器配置

########安装mod_jk模块###########
~]# yum groupinstall "Development Tools" "Server Platform Development" -y
    ~]# yum install httpd-devel -y
~]# tar xf tomcat-connectors-1.2.40-src.tar.gz
~]# cd tomcat-connectors-1.2.40-src
~]# ./configure --with-apxs=/usr/bin/apxs
~]# make && make install
########创建mod_jk模块配置文件##########
~]# vim /etc/httpd/conf.d/mod_jk.conf
LoadModule jk_module modules/mod_jk.so
JkWorkersFile /etc/httpd/conf.d/workers.properties
JkLogFile logs/mod_jk.log
JkLogLevel debug
JkMount /* tcsrvs
JkMount /jk_status StatA
#########修改worker配置文件##########
~]# vim /etc/httpd/conf.d/workers.properties
worker.list=tcsrvs,StatA                                #将tcsrvs组加入worker.list
worker.TomcatA.host=192.168.0.22
worker.TomcatA.port=8009
worker.TomcatA.type=ajp13
worker.TomcatA.lbfactor=1                               #设置后端节点的权重

worker.TomcatB.host=192.168.0.23
worker.TomcatB.port=8009
worker.TomcatB.type=ajp13
worker.TomcatB.lbfactor=1                 
worker.tcsrvs.type=lb                                   #定义tcsrvs类型为lb
worker.tcsrvs.balance_workers=TomcatA,TomcatB           #指定tcsrvs组成员
worker.StatA.type=status
~]# systemctl reload httpd.service
######在客户端上进行测试######
~]# curl 192.168.0.20/test/      

<html>
        <head>
                <title>JSP Test Page</title>
        </head>
        <body>
                Tomcat_A_22

        </body>
</html>

~]# curl 192.168.0.20/test/

<html>
        <head>
                <title>JSP Test Page</title>
        </head>
        <body>
                Tomcat_B_23

        </body>
</html>
######成功实现负载均衡！######

5、配置tomcat集群，能够实现用户的session会话保持。

环境：

apache代理服务器(mod_jk)：192.168.0.20

tomcat服务器A：192.168.0.22

tomcat服务器B：192.168.0.23

1.前端apache代理仍使用上题的环境，这里不再赘述

2.后端两台tomcat服务器配置

#######修改tomcat配置文件，添加下面内容#############
~]# vim /etc/tomcat/server.xml
...
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="TomcatA">             #Engine中要添加jvmRoute名称
     <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
                channelSendOptions="6">

          <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.BackupManager"
                  expireSessionsOnShutdown="false"
                  notifyListenersOnReplication="true"
                  mapSendOptions="6"/>
          <!--
          <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="228.101.0.4"
                        port="45564"
                        frequency="500"
                        dropTime="3000"/>
            <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
                      address="192.168.0.22"                                    #不同节点改为实际的地址
                      port="5000"
                      selectorTimeout="100"
                      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.MessageDispatch15Interceptor"/>
            <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.ThroughputInterceptor"/>
          </Channel>

          <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"
                filter=".*\.gif|.*\.js|.*\.jpeg|.*\.jpg|.*\.png|.*\.htm|.*\.html|.*\.css|.*\.txt"/>

          <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>
...
########配置webapps，编辑WEB-INF/web.xml，添加<distributable/>###########
~]# cd /var/lib/tomcat/webapps/testapp/
~]# cp /etc/tomcat/web.xml WEB-INF/
~]# vim WEB-INF/web.xml
...
<distributable/>
...
systemctl start tomcat.service
######创建session id探测页面######
~]# vim testapp/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<html>
        <head><title>TomcatA</title></head>
        <body>
                <h1><font color="red">TomcatA.magedu.com</font></h1>
                <table align="centre" border="1">
                        <tr>
                                <td>Session ID</td>
                        <% session.setAttribute("magedu.com","magedu.com"); %>
                                <td><%=session.getId() %></td>
                        </tr>
                        <tr>
                                <td>Created on</td>
                                <td><%=session.getCreationTime() %></td>
                        </tr>
                </table>
        </body>
</html>

使用浏览器访问代理服务器，可以看到虽然会话被负载均衡到了后端两个节点上，但是session id并没有改变！

注意：请确保各节点时间保持一致，否则可能导致session id发生变化！

第十九周作业