千鋒扣丁學堂Linux培訓之如何輕鬆配置Nginx+Tomcat的集羣和負載均衡

今天千鋒扣丁學堂Linux培訓老師給你們分享一篇關於如何輕鬆配置Nginx+Tomcat的集羣和負載均衡的詳細介紹，首先Tomcat集羣是當單臺服務器達到性能瓶頸，經過橫向擴展的方式提升總體系統性能的有效手段。Nginx是一個高性能的HTTP和反向代理web服務器，能夠經過簡單的配置實現Tomcat集羣的負載均衡。本文使用的Tomcat是8.5.35版本，Nginx是1.14.2版本。

1.概述

對於Web應用來講，集羣最大的問題就是Session信息的共享，通常有如下解決方法：

使用粘性會話，好比，使用IPHash的負載均衡策略，將當前用戶的請求都集中到一臺服務器上;缺點是單點故障，會話丟失

使用Session複製，使用Tomcat自帶的Session複製策略，將會話信息同步到集羣的各個節點;缺點是消耗更多內存和帶寬，適用於小型集羣

使用第三方緩存中間件緩存整個集羣會話信息，好比Redis緩存，可由應用程序控制與Session的關聯，也能夠適配Tomcat

固然了，也能夠把會話信息存到共享文件系統或者數據庫

在配置Nginx的過程當中，可能會遇到如下問題：

配置upstream名稱時不能使用下劃線，好比tomcat_ha，不然Tomcat會拋出Thecharacter[_]isnevervalidinadomainname的異常

在windows上殺掉全部的nginx.exe進程，taskkill/fi"imagenameeqnginx.exe"/f

在windows上有個pid爲4的系統進程會佔用80端口，因此這裏將nginx改成了8000

在配置Tomcat集羣的過程當中，須要注意的問題：

確保web.xml配置了元素

確保Context的Manager別被替換成了標準會話管理器

Receiver.address不要配置成auto，由於默承認能會綁定127.0.0.1;Receiver.port可改也可不改，Tomcat會自行檢測4000-4100範圍內的可用端口，自動處理衝突

若是在不一樣服務器上，須要關閉防火牆或開端口，還有時間同步

2.Nginx核心配置

Nginx使用的是默認配置，添加和修改的核心配置以下：

http {

...

#gzip on;

#設置負載均衡的服務器列表和權重

upstream tomcat-ha {

#ip_hash; 

  server 172.31.1.41:8080 weight=1;

  server 172.31.1.42:8080 weight=1;

}

server {

listen      8000;

  server_name  localhost;

  #charset koi8-r;

  #access_log  logs/host.access.log  main;

  location / {

      root  html;

      index  index.html index.htm;

      #轉發請求

      proxy_pass http://tomcat-ha$request_uri;

      proxy_set_header Host $http_host;

      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

      proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;

  }

  ...

}

}

3.Tomcat集羣配置

啓用集羣配置，在元素中添加如下配置：

<!-- channelSendOptions=6 同步複製 -->

<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster" channelSendOptions="6">

<!-- 集羣 Session 管理器 -->

<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"/>

-->

<!-- 集羣內部通訊配置 -->

<Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">

<Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"

            address="228.0.0.4"

            port="45564"

            frequency="500"

            dropTime="3000"/>

<Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"

          address="192.168.10.2"

          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.MessageDispatchInterceptor"/>

<Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.ThroughputInterceptor"/>

</Channel>

<!-- 此 vavle 攔截請求，並將 Session 信息發給內部節點 -->

<Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"

filter=".*\.gif|.*\.js|.*\.jpeg|.*\.jpg|.*\.png|.*\.htm|.*\.html|.*\.css|.*\.txt"/>

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

</Cluster>

簡單描述下工做原理：

nginx將請求轉發給Tomcat1，請求登陸認證，建立會話，生成Cookie，在響應返回以前，將Session信息複製到Tomcat2

再次請求時，nginx將帶着會話Cookie的請求轉發給了Tomcat2，Tomcat2發現內部Session池中有關聯的已認證成功的Session對象，再也不認證返回請求資源

4.驗證負載均衡和Session複製

4.1測試環境

使用兩臺PC部署Tomcat，對應關係是：172.31.1.41-Tomcat1，172.31.1.42-Tomcat2

部署基於使用Tomcat自帶的SessionExample程序，編寫了一個tomcat-benchmark的web應用

結合Tomcat自帶的Manager應用，查看已部署應用內部Session池

4.2負載均衡

修改tomcat-benchmark部署描述符文件中的context-param爲"I'mTomcat1/2"用於區分兩個Tomcat，啓動Nginx和Tomcat，在瀏覽器訪問172.31.1.42:8000能夠看到請求在兩個服務器間切換：

4.3Session複製

爲了方便理解，這裏先把Nginx的負載均衡策略設置成ip_hash：

假設Nginx始終將請求定位到Tomcat1上，而後在Tomcat1上建立會話，往會話中添加一些屬性

關閉Tomcat1模擬故障，此時Nginx會帶着以前的會話Cookie將請求轉發到Tomcat2，上

查看Tomcat2上是否存在與Cookie(JSESSIONID)關聯的Session信息，如有表示複製成功

整個過程以下：

正好與上述描述的相反，能夠看到Session信息從Tomcat2複製到了Tomcat1中。

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