Tomcat高可用集群（实例详解）

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一.环境准备

虚拟机的版本：VMware-workstation-full-15.5.6-16341506.exe
系统镜像版本：CentOS-6.10-x86_64-bin-DVD1.iso，全新安装，桌面版，可上网
系统内存大小：1GB
系统硬盘大小：20GB
连接工具版本：SecureCRTSecureFX_HH_x64_7.0.0.326.zip

二.集群概述

由于单台Tomcat的承载能力是有限的，当我们的业务系统用户量比较大，请求压力比较大时，单台Tomcat是扛不住的，这个时候，就需要搭建Tomcat的集群，而目前比较流程的做法就是通过Nginx来实现Tomcat集群的负载均衡。

三.集群架构

1. 安装第一台Tomcat服务器

解压：

tar -zxvf apache-tomcat-8.5.57.tar.gz

安装：

mv apache-tomcat-8.5.57 /usr/local/tomcat1

创建测试目录和页面：

mkdir -p /usr/local/tomcat1/webapps/edu
echo "<h1>This is 8080 Port</h1>" > /usr/local/tomcat1/webapps/edu/a.html

开放防火墙：

/sbin/iptables -I INPUT -p tcp --dport 8080 -j ACCEPT
/etc/rc.d/init.d/iptables save

启动：

/usr/local/tomcat1/bin/startup.sh

2.安装第二台Tomcat服务器

解压：

tar -zxvf apache-tomcat-8.5.57.tar.gz

安装：

mv apache-tomcat-8.5.57 /usr/local/tomcat2

修改端口：

3.安装Nginx反向代理服务器

安装依赖：

yum install -y gcc gcc-c++ make libtool wget pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel

Nginx下载：

wget http://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz

Nginx解压：

tar -zxvf nginx-1.18.0.tar.gz

Nginx安装：

cd nginx-1.18.0
./configure
make && make install

注意：安装完成后的路径为：/usr/local/nginx

Nginx配置：

vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

#在 server 外边配置，负载均衡服务列表
upstream myserver {
	server 192.168.239.144:8080;
	server 192.168.239.144:8081;
}

#在 location / { 里边配置，路径请求转发规则
	proxy_pass http://myserver;

/usr/local/nginx/sbin/nginx

Nginx命令：

普通启动服务：/usr/local/nginx/sbin/nginx
配置文件启动：/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
暴力停止服务：/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
优雅停止服务：/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit
检查配置文件：/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
重新加载配置：/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
查看相关进程：ps -ef | grep nginx

开放防火墙：

/sbin/iptables -I INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
/etc/rc.d/init.d/iptables save
iptables：将防火墙规则保存到 /etc/sysconfig/iptables：[确定]

访问测试：

打开浏览器访问：ip+/edu/a.html

4.如何解决session共享问题

实例一、ip_hash 策略

通过修改Nginx配置文件，让每个请求按访问 ip 的 hash 结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决 session 的问题。例如：

upstream server_pool{
ip_hash;
server ip1:80；
server ip2:80；
}

实例2：session 复制

在每台Tomcat的 conf/server.xml 配置如下:

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

在每台Tomcat部署的应用程序中，例如：servlet_demo 的 web.xml 中加入如下配置：

<distributable/>

注意：上述方案，适用于较小的集群环境（节点数不超过4个），如果集群的节点数比较多的话，通过这种广播的形式来完成Session的复制，会消耗大量的网络带宽，影响服务的性能。

四.Tomcat 安全问题

1.配置安全

删除webapps目录下的所有文件
禁用tomcat管理界面
注释或删除tomcat-users.xml文件内的所有用户权限
更改关闭tomcat指令或禁用
定义错误页面

2.应用安全

在大部分的Web应用中，特别是一些后台应用系统，都会实现自己的安全管理模块（权限模块），用于控制应用系统的安全访问，基本包含两个部分：认证（登录/单点登录）和授权（功能权限、数据权限）两个部分。对于当前的业务系统，可以自己做一套适用于自己业务系统的权限模块，也有很多的应用系统直接使用一些功能完善的安全框架，将其集成到我们的web应用中，如：SpringSecurity、Apache Shiro等。

3.传输安全

HTTPS的全称是超文本传输安全协议（Hypertext Transfer Protocol Secure），是一种网络安全传输协议。在HTTP的基础上加入SSL/TLS来进行数据加密，保护交换数据不被泄露、窃取。

SSL 和 TLS 是用于网络通信安全的加密协议，它允许客户端和服务器之间通过安全链接通信。SSL 协议的3个特性：

保密：通过SSL链接传输的数据时加密的。
鉴别：通信双方的身份鉴别，通常是可选的，单至少有一方需要验证。
完整性：传输数据的完整性检查。

从性能角度考虑，加解密是一项计算昂贵的处理，因为尽量不要将整个Web应用采用SSL 链接，实际部署过程中，选择有必要进行安全加密的页面（存在敏感信息传输的页面）采用SSL通信。

HTTPS和HTTP的区别主要为以下四点：

HTTPS协议需要到证书颁发机构CA申请SSL证书，然后与域名进行绑定，HTTP不用申请证书。
HTTP是超文本传输协议，属于应用层信息传输，HTTPS则是具有SSL加密传安全性传输协议，对数据的传输进行加密，相当于HTTP的升级版。
HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是8080，后者是8443。
HTTP的连接很简单，是无状态的、HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协议安全。

HTTPS协议优势：

提高网站排名，有利于SEO。谷歌已经公开声明两个网站在搜索结果方面相同，如果一个网站启用了SSL，它可能会获得略高于没有SSL网站的等级，而且百度也表明对安装了SSL的网站表示友好。因此，网站上的内容中启用SSL都有明显的SEO优势。
隐私信息加密，防止流量劫持。特别是涉及到隐私信息的网站，互联网大型的数据泄露的事件频发发生，网站进行信息加密势在必行。
浏览器受信任。自从各大主流浏览器大力支持HTTPS协议之后，访问HTTP的网站都会提示“不安全”的警告信息。

Tomcat支持HTTPS：这里采用单实例版本的Tomcat进行配置测试：

第一步：查找密钥库生成器，这个工具是java提供的

find / -name keytool
/usr/bin/keytool
/usr/lib/jvm/java-1.6.0-openjdk-1.6.0.41.x86_64/jre/bin/keytool
/usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-1.7.0.181.x86_64/jre/bin/keytool
/etc/alternatives/keytool

第二步：生成密钥库文件

/usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-1.7.0.181.x86_64/jre/bin/keytool -genkey -alias tomcat -keyalg RSA -keystore tomcatkey.keystore
输入密钥库口令:  
再次输入新口令: 
您的名字与姓氏是什么?（这里使用的必须是域名）
  [Unknown]:  www.abc.com
您的组织单位名称是什么?
  [Unknown]:  abc
您的组织名称是什么?
  [Unknown]:  abc
您所在的城市或区域名称是什么?
  [Unknown]:  BeiJing
您所在的省/市/自治区名称是什么?
  [Unknown]:  BeiJing
该单位的双字母国家/地区代码是什么?
  [Unknown]:  CN
CN=www.abc.com, OU=abc, O=abc, L=BeiJing, ST=BeiJing, C=CN是否正确?
  [否]:  Y

输入 <tomcat> 的密钥口令
        (如果和密钥库口令相同, 按回车):  

Warning:
JKS 密钥库使用专用格式。建议使用 "keytool -importkeystore -srckeystore tomcatkey.keystore -destkeystore tomcatkey.keystore -deststoretype pkcs12" 迁移到行业标准格式 PKCS12。

第三步：将密钥库文件 tomcatkey.keystore 复制到tomcat/conf目录下

cp tomcatkey.keystore /usr/local/tomcat/conf/

第四步：配置tomcat/conf/server.xml

先删除：

rm -rf /usr/local/tomcat/conf/server.xml

先添加：

vi /usr/local/tomcat/conf/server.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
	<Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
	<Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
	<Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
	<Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
	<Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />

	<GlobalNamingResources>
		<Resource name="UserDatabase" auth="Container" type="org.apache.catalina.UserDatabase" description="User database that can be updated and saved" factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory" pathname="conf/tomcat-users.xml" />
	</GlobalNamingResources>



	<Service name="Catalina">
		<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />

		<!-- 主要新增的代码 -->
		<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" maxThreads="150" schema="https" secure="true" SSLEnabled="true">
			<SSLHostConfig certificateVerification="false">
				<Certificate certificateKeystoreFile="/usr/local/tomcat/conf/tomcatkey.keystore" certificateKeystorePassword="123456" type="RSA" />
			</SSLHostConfig>
		</Connector>

		<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
			<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">
				<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>

第五步：关闭服务器，防止启动失败，然后再启动访问

/usr/local/tomcat1/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat2/bin/shutdown.sh  
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit

/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

第六步：配置主机域名映射

在/etc/hosts中 ,增加一条记录。

#虚拟机的IP地址       虚拟域名
192.168.1.1        www.abc.com

打开浏览器进行访问：www.abc.com:8443即可访问到tomcat网站。

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