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Tomcat伺服器、Tomcat應用案例、Varnish代理伺服器

什麼是Tomcat?

Tomcat 伺服器是一個免費的開放源代碼的Web 應用伺服器，屬于輕量級應用伺服器，在中小型系統和并發通路使用者不是很多的場合下被普遍使用。

實際上Tomcat是Apache 伺服器的擴充，但運作時它是獨立運作的，是以當你運作tomcat 時，它實際上作為一個與Apache 獨立的程序單獨運作的。

Tomcat是由Java寫的一個程式

Java簡介

  • Java

--java是一種跨平台的、面向對象的程式設計語言,java技術具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性

  • Java體系

--Java SE(标準版)

--java EE(企業版)

JDK簡介

  • JDK(java Development Kit)是Sun針對Java開發者推出的Java語言的軟體開發工具包
  • JDK是整個Java的核心

--包括了Java運作環境

--Java工具(如編譯、排錯、打包等工具)

--Java基礎的類庫

  • JRE(Jave Runtime Environment,java運作環境),JRE是JDK的子集
  • JRE包括

       --Java虛拟機(jvm)

      --Java核心類庫和支援檔案

      --不包含開發工具(JDK)-編譯器、調試器和其他工具

Java Servlet

  • Servlet是java擴充Web伺服器功能的元件規範
  • 常見Servlet容器

--IBM                     websphere

--Oracle                 weblogic

--Apache                tomcat

--RedHat                Jboss

Tomcat工作原理

Tomcat伺服器、Tomcat應用案例、Varnish代理伺服器

1案例1:安裝部署Tomcat伺服器

1.1問題

本案例要求部署Tomcat伺服器,具體要求如下:

  • 安裝部署JDK基礎環境
  • 安裝部署Tomcat伺服器
  • 建立JSP測試頁面，檔案名為test.jsp，顯示伺服器目前時間

然後客戶機通路此Web伺服器驗證效果：

  • 使用火狐浏覽器通路Tomcat伺服器的8080端口，浏覽預設首頁
  • 使用火狐浏覽器通路Tomcat伺服器的8080端口，浏覽預設測試頁面

1.2 方案

使用2台RHEL7虛拟機，其中一台作為Tomcat伺服器（192.168.2.100）、另外一台作為測試用的Linux客戶機（192.168.2.5），如圖-1所示。

Tomcat伺服器、Tomcat應用案例、Varnish代理伺服器

使用RPM安裝JDK基礎環境

使用源碼安裝部署Tomcat伺服器

1.3 步驟

實作此案例需要按照如下步驟進行。

步驟一：部署Tomcat伺服器軟體(192.168.2.100/24)

1）使用RPM安裝JDK環境

[[email protected] ~]# yum -y install  java-1.8.0-openjdk                //安裝JDK
[[email protected] ~]# yum -y install java-1.8.0-openjdk-headless        //安裝JDK
[[email protected] ~]# java -version                                    //檢視JAVA版本

2）安裝Tomcat（apache-tomcat-8.0.30.tar.gz軟體包，在lnmp_soft中有提供）

[[email protected] ~]# tar -xf  apache-tomcat-8.0.30.tar.gz
[[email protected] ~]# mv apache-tomcat-8.0.30  /usr/local/tomcat
[[email protected] ~]# ls /usr/local/tomcat
bin/                                            //主程式目錄
lib/                                            //庫檔案目錄
logs/                                          //日志目錄  
temp/                                         //臨時目錄
work/                                        //自動編譯目錄jsp代碼轉換servlet
conf/                                        //配置檔案目錄
webapps/                                        //頁面目錄

 3）啟動服務

[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

 4）伺服器驗證端口資訊

[[email protected] ~]# ss -nutlp |grep java        //檢視java監聽的端口
tcp        0      0 :::8080              :::*                LISTEN      2778/java 
tcp        0      0 :::8009              :::*                LISTEN      2778/java                     
tcp        0      0 ::ffff:127.0.0.1:8005     :::*         LISTEN       2778/java

 提示：如果檢查端口時，8005端口啟動非常慢，預設tomcat啟動需要從/dev/random讀取大量的随機資料，預設該裝置生成随機資料的速度很慢，可用使用下面的指令用urandom替換random（非必須操作）。

[[email protected] ~]# mv /dev/random  /dev/random.bak
[[email protected] ~]# ln -s /dev/urandom  /dev/random

另外，還可以使用方案二解決：

[[email protected] ~]# yum install rng-tools
[[email protected] ~]# systemctl start rngd
[[email protected] ~]# systemctl enable rngd

 5）用戶端浏覽測試頁面(proxy作為用戶端)

[[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100:8080

步驟二：修改Tomcat配置檔案

1）建立測試JSP頁面

[[email protected] ~]# vim  /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/test.jsp
<html>
<body>
<center>
Now time is: <%=new java.util.Date()%>            //顯示伺服器目前時間
</center>
</body>
</html>

步驟三：驗證測試

1）用戶端浏覽測試頁面(proxy充當用戶端角色)

[[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100:8080
[[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100:8080/test.jsp

浏覽器測試結果如下證明配置成功

Tomcat伺服器、Tomcat應用案例、Varnish代理伺服器

2 案例2：使用Tomcat部署虛拟主機

2.1 問題

沿用練習二，使用Tomcat部署加密虛拟主機，實作以下要求：

  • 實作兩個基于域名的虛拟主機，域名分别為：www.a.com和 www.b.com
  • 使用www.a.com域名通路的頁面根路徑為/usr/local/tomcat/a/ROOT
  • 使用www.b.com域名通路的頁面根路徑為/usr/local/tomcat/b/base
  • 通路www.a.com/test時，頁面自動跳轉到/var/www/html目錄下的頁面
  • 通路頁面時支援SSL加密通訊
  • 私鑰、證書存儲路徑為/usr/local/tomcat/conf/cert
  • 每個虛拟主機都擁有獨立的通路日志檔案
  • 配置tomcat叢集環境

2.2 方案

修改server.xml配置檔案，建立兩個域名的虛拟主機，修改如下兩個參數塊：

# cat /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Server>
   <Service>
     <Connector port=8080 />
     <Connector port=8009 />
     <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
<Host name="www.a.com" appBase="a" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
</Host>
<Host name="www.b.com" appBase="b" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
</Host>
… …

2.3 步驟

實作此案例需要按照如下步驟進行。

步驟一：配置伺服器虛拟主機

1）修改server.xml配置檔案，建立虛拟主機

[[email protected] ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
… …
<Host name="www.a.com" appBase="a" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
</Host>
<Host name="www.b.com" appBase="b" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
</Host>

2）建立虛拟主機對應的頁面根路徑

[[email protected] ~]# mkdir -p  /usr/local/tomcat/{a,b}/ROOT
[[email protected] ~]# echo "AAA"   > /usr/local/tomcat/a/ROOT/index.html
[[email protected] ~]# echo "BBB" > /usr/local/tomcat/b/ROOT/index.html

3）重新開機Tomcat伺服器 

[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

4）用戶端設定host檔案，并浏覽測試頁面進行測試(proxy充當用戶端角色)

注意：ssh遠端連接配接時使用使用-X參數才可以！！！

[[email protected] ~]# vim /etc/hosts
… …
192.168.2.100      www.a.com  www.b.com
[[email protected] ~]# firefox http://www.a.com:8080/        //注意通路的端口為8080
[[email protected] ~]# firefox http://www.b.com:8080/

 步驟二：修改www.b.com網站的首頁目錄為base

1）使用docBase參數可以修改預設網站首頁路徑

[[email protected] ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
… …
<Host name="www.a.com" appBase="a" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
</Host>
<Host name="www.b.com" appBase="b" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
<Context path="" docBase="base"/>
</Host>
… …
[[email protected] ~]# mkdir  /usr/local/tomcat/b/base
[[email protected] ~]# echo "BASE" > /usr/local/tomcat/b/base/index.html
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

 2）測試檢視頁面是否正确(proxy充當用戶端角色)

[[email protected] ~]# firefox http://www.b.com:8080/        //結果為base目錄下的頁面内容

步驟三：跳轉

1）當使用者通路http://www.a.com/test打開/var/www/html目錄下的頁面

[[email protected] ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
… …
<Host name="www.a.com" appBase="a" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
<Context path="/test" docBase="/var/www/html/" />
</Host>
<Host name="www.b.com" appBase="b" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
<Context path="" docBase="base" />
</Host>
… …
[[email protected] ~]# echo "Test" > /var/www/html/index.html
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

2）測試檢視頁面是否正确(proxy充當用戶端角色)

[[email protected] ~]# firefox http://www.a.com:8080/test    
//傳回/var/www/html/index.html的内容
//注意，通路的端口為8080

步驟四：配置Tomcat支援SSL加密網站

1）建立加密用的私鑰和證書檔案

[[email protected] ~]# keytool -genkeypair -alias tomcat -keyalg RSA -keystore /usr/local/tomcat/keystore                //提示輸入密碼為:123456
//-genkeypair     生成密鑰對
//-alias tomcat     密鑰别名
//-keyalg RSA     定義密鑰算法為RSA算法
//-keystore         定義密鑰檔案存儲在:/usr/local/tomcat/keystore

2)再次修改server.xml配置檔案，建立支援加密連接配接的Connector

[[email protected] ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
… …
<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"
keystoreFile="/usr/local/tomcat/keystore" keystorePass="123456" clientAuth="false" sslProtocol="TLS" />
//備注，預設這段Connector被注釋掉了，打開注釋，添加密鑰資訊即可

3）重新開機Tomcat伺服器 

[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

4）用戶端設定host檔案，并浏覽測試頁面進行測試(proxy充當用戶端角色)

[[email protected] ~]# vim /etc/hosts
… …
192.168.2.100      www.a.com  www.b.com
[[email protected] ~]# firefox https://www.a.com:8443/
[[email protected] ~]# firefox https://www.b.com:8443/
[[email protected] ~]# firefox https://192.168.2.100:8443/

步驟五：配置Tomcat日志

1)為每個虛拟主機設定不同的日志檔案

[[email protected] ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
.. ..
<Host name="www.a.com" appBase="a" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
<Context path="/test" docBase="/var/www/html/" />
#從預設localhost虛拟主機中把Valve這段複制過來，适當修改下即可
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="a_access" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
</Host>
<Host name="www.b.com" appBase="b" unpackWARS="true" autoDeploy="true">
<Context path="" docBase="base" />
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="b_access" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
</Host>
.. ..

2）重新開機Tomcat伺服器

[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

 3）檢視伺服器日志檔案

[[email protected] ~]# ls /usr/local/tomcat/logs/

步驟六：擴充實驗(配置Tomcat叢集)

1) 在192.168.4.5主機上配置Nginx排程器（具體安裝步驟參考前面的章節）

[[email protected] ~]# vim  /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http{
    upstream toms {
        server 192.168.2.100:8080;
        server 192.168.2.200:8080;
    }
    server  {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass  http://toms;
        }
    }
}

2) 在192.168.2.100和192.168.2.200主機上配置Tomcat排程器

以下以Web1為例：

[[email protected] ~]# yum -y install  java-1.8.0-openjdk                //安裝JDK
[[email protected] ~]# yum -y install java-1.8.0-openjdk-headless        //安裝JDK
[[email protected] ~]# tar -xzf  apache-tomcat-8.0.30.tar.gz
[[email protected] ~]# mv apache-tomcat-8.0.30  /usr/local/tomcat

 3）啟動服務

[[email protected] ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

) 用戶端驗證

為了防止有資料緩存，可以使用真實主機的google-chrome通路代理伺服器，輸入Ctrl+F5重新整理頁面。

3 案例3：使用Varnish加速Web

3.1 問題

通過配置Varnish緩存伺服器，實作如下目标：

  • 使用Varnish加速後端Web服務
  • 代理伺服器可以将遠端的Web伺服器頁面緩存在本地
  • 遠端Web伺服器對用戶端使用者是透明的
  • 利用緩存機制提高網站的響應速度
  • 使用varnishadm指令管理緩存頁面
  • 使用varnishstat指令檢視Varnish狀态

3.2 方案

通過源碼編譯安裝Varnish緩存伺服器

  • 編譯安裝Varnish軟體

修改配置檔案，緩存代理源Web伺服器，實作Web加速功能

使用3台RHEL7虛拟機，其中一台作為Web伺服器（192.168.2.100）、一台作為Varnish代理伺服器（192.168.4.5,192.168.2.5)，另外一台作為測試用的Linux客戶機（192.168.4.10），如圖-2所示。

Tomcat伺服器、Tomcat應用案例、Varnish代理伺服器

對于Web伺服器的部署，此實驗中僅需要安裝nginx或者httpd軟體、啟動服務，并生成測試首頁檔案即可，預設httpd網站根路徑為/var/www/html，首頁文檔名稱為index.html，預設nginx網站根路徑為/usr/local/nginx/html，預設首頁為index.html。下面的實驗我們以httpd為例作為Web伺服器。

3.3 步驟

實作此案例需要按照如下步驟進行。

步驟一：建構Web伺服器

1）使用yum安裝web軟體包

[email protected] ~]# yum  -y  install  httpd

2）啟用httpd服務（注意需要關閉nginx，否則端口沖突） 

[[email protected] ~]# systemctl start httpd

httpd服務預設通過TCP 80端口監聽用戶端請求：

[[email protected] ~]# netstat  -anptu  |  grep httpd
tcp        0        0        :::80        :::*        LISTEN        2813/httpd

3）為Web通路建立測試檔案

在網站根目錄/var/www/html下建立一個名為index.html的首頁檔案：

[[email protected] ~]# cat /var/www/html/index.html 
192.168.2.100

4）測試頁面是否正常（代理伺服器測試背景web）

[[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100

步驟二：部署Varnish緩存伺服器(192.168.4.5)

1）編譯安裝軟體

[[email protected] ~]# yum -y install gcc readline-devel    //安裝軟體依賴包
[[email protected] ~]# yum -y install ncurses-devel         //安裝軟體依賴包
[[email protected] ~]# yum -y install pcre-devel            //安裝軟體依賴包
[[email protected] ~]# yum -y install python-docutils         //安裝軟體依賴包
 [[email protected] ~]# useradd -s /sbin/nologin varnish                //建立賬戶
[[email protected] ~]# tar -xf varnish-5.2.1.tar.gz
[[email protected]xy ~]# cd varnish-5.2.1
[[email protected] varnish-5.2.1]# ./configure
[[email protected] varnish-5.2.1]# make && make install

2）複制配置檔案（注意相對路徑與絕對路徑）

[[email protected] varnish-5.2.1]# cp  etc/example.vcl   /usr/local/etc/default.vcl

 3）修改代理配置檔案

[[email protected] ~]# vim  /usr/local/etc/default.vcl
backend default {
     .host = "192.168.2.100";
     .port = "80";
 }

4）啟動服務 

[[email protected] ~]# varnishd  -f /usr/local/etc/default.vcl
//varnishd指令的其他選項說明如下：
//varnishd -s malloc,128M        定義varnish使用記憶體作為緩存，空間為128M
//varnishd -s file,/var/lib/varnish_storage.bin,1G 定義varnish使用檔案作為緩存

步驟三：用戶端測試

1）用戶端開啟浏覽器通路

[email protected] ~]# curl http://192.168.4.5

步驟四：其他操作

1）檢視varnish日志

[[email protected] ~]# varnishlog                        //varnish日志
[[email protected] ~]# varnishncsa                    //通路日志

2）更新緩存資料，在背景web伺服器更新頁面内容後，使用者通路代理伺服器看到的還是之前的資料，說明緩存中的資料過期了需要更新（預設也會自動更新，但非實時更新）。

[[email protected] ~]# varnishadm  
varnish> ban req.url ~ .*
//清空緩存資料，支援正規表達式
operation
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