会话保持

Untitled

HTTP事务是无状态的，每条请求/响应都是独立进行的，很多WEB站点希望站点与用户的交互过程中能够识别、跟踪用户。通过cookie和session能够实现此功能。使用session跟踪用户在于将用户的session资料保存在服务器上，并将识别用户的 SessionID 存于响应报文首部 cookie 字段中发给客户端 (Cookie JSESSIONID=FF289A3D62F1BB1A809E127A39292377-n2)，客户端下次访问服务器将在 cookie 中携带 SessionID，如此便能够识别、跟踪用户。但服务器若不止一台，比如处于集群中的服务器，用户的 session 资料保存于集群中的哪一台服务器上，怎样才能保证相同的用户调度到保存了该用户session资料的服务器上，下文将给出解决方案。

session sticky
使用 session sticky 保持会话，选择前端的调度器的合适调度算法，比如HAProxy 的 source，Nginx的ip_hash等，可以将同一会话的客户端调往同一台后端主机上，从而实现会话保持的目的

Alt text

方法一：httpd (http) + tomcat cluster

LB (172.18.17.10) 安装 httpd

yum -y install httpd

TomcatA (172.18.17.20) 和 TomcatB (172.18.17.21) 安装 tomcat

yum -y install java-1.8.0-openjdk
yum -y install tomcat tomcat-webapps tomcat-lib tomcat-docs-webapp tomcat-admin-webapps

配置 TomcatA 和 TomcatB

# 创建目录
mkdir /app/webapps/test/WEB-INF -p

# 创建测试JSP程序
[20@root ~]# cat /app/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<html>
    <head><title>TomcatA</title></head>  #TomcatB上为 TomcatB 
    <body>
        <h1><font color="red">TomcatA</font></h1> #TomcatB上为 TomcatB 
        <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>

# 修改tomcat配置文件server.xml
vim /etc/tomcat/server.xml
...
<Host name="www.zhubiaook.com"  appBase="/app/webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
  <Context path="" docBase="/app/webapps/test" reloadable="" />
</Host>
...

配置LB

[23@root conf.d]# cat /etc/httpd/conf.d/tomcat-httpd.conf 
Header add Set-Cookie "ROUTEID=.%{BALANCER_WORKER_ROUTE}e; path=/" env=BALANCER_ROUTE_CHANGED
<Proxy balancer://tomcat_servers>
    BalancerMember http://172.18.17.20:8080 route=tomcatB loadfactor=1
    BalancerMember http://172.18.17.21:8080 route=tomcatA loadfactor=1
    ProxySet lbmethod=byrequests
    ProxySet stickysession=ROUTEID
</Proxy>
<VirtualHost *:80>
    ServerName www.zhubiaook.com
    ProxyRequests Off
    ProxyPreserveHost On
    ProxyVia On
    <Proxy *>
        Require all granted
    </Proxy>
    ProxyPass / balancer://tomcat_servers
    <Location />
        Require all granted
    </Location>
    # 开启管理端口
    <Location /balancer-manager>
        SetHandler balancer-manager
        ProxyPass !
        Require all granted
    </Location>
</VirtualHost>

浏览器上测试

方法二：httpd (ajp) + tomcat cluster

LB主机上httpd配置文件修改为如下即可

[23@root conf.d]# cat tomcat-httpd.conf
Header add Set-Cookie "ROUTEID=.%{BALANCER_WORKER_ROUTE}e; path=/" env=BALANCER_ROUTE_CHANGED
<Proxy balancer://tomcat_servers>
    BalancerMember ajp://172.18.17.20:8009 route=tomcatA loadfactor=1
    BalancerMember ajp://172.18.17.21:8009 route=tomcatB loadfactor=1
    ProxySet lbmethod=byrequests
    ProxySet stickysession=ROUTEID
</Proxy>
<VirtualHost *:80>
    ServerName www.zhubiaook.com
    ProxyRequests Off
    ProxyPreserveHost On
    ProxyVia On
    <Proxy *>
        Require all granted
    </Proxy>
    ProxyPass / balancer://tomcat_servers
    <Location />
        Require all granted
    </Location>
    # 开启管理端口
    <Location /balancer-manager>
        SetHandler balancer-manager
        ProxyPass !
        Require all granted
    </Location>
</VirtualHost>

方法三：nginx + tomcat cluster

LB主机上安装nignx，并修改配置文件

[23@root conf.d]# cat /etc/nginx/conf.d/tomcat-nginx.conf 
upstream tomcat_servers {
    ip_hash;
    server 172.18.17.20:8080;
    server 172.18.17.21:8080;   
}
server {
    listen 80;
    server_name www.zhubiaook.com;
    location / {
        proxy_pass http://tomcat_servers;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

session cluster
使用 session cluster 保持会话，Tomcat主机建立集群，集群主机间使用组播互相同步各自所拥有的会话资料，从而保证集群主机间每台主机上都拥有整个集群的所有会话资料，无论客户端调度到哪一台主机上都不拥有以前所保存的会话信息，从而实现会话保持。

同步 TomcatA 和 TomcatB 的时间

ntpdate 172.18.0.1

编辑/app/webapps/test/WEB-INF/web.xml，添加<distributable/>元素，web.xml 可从/etc/tomcat/web.xml处复制

cp /etc/tomcat/web.xml /app/webapps/test/WEB-INF/

确保在<Engine>中配置 jvmRoute

 <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="TomcatA"> <!-- 另一个Tomcat上为 jvmRoute="TomcatB" -->

配置启用集群，将下列配置放置于<engine>或<host>中

<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="228.0.0.4"  <!-- 两台tomcat相同的组播地址-->
        port="45564"
        frequency="500"
        dropTime="3000"/>
<Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
    address="172.18.17.20" <!- 另外一台为172.18.17.21 -->
    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.MessageDispatch15Interceptor"/>
</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.JvmRouteSessionIDBinderListener"/>
<ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
</Cluster>

测试

Alt text

session server
以上两种保持会话的方法各有缺陷，使用 session sticky 保持会话，会影响负载均衡。当后端主机宕机，则丢失会话信息。而使用 session cluster 保存会话无法扩展，当后端集群过大，会话资料将占据过多存储，主机直接同步会话资料有延迟等不足。基于以上两点，可以使用第三种方法来保存会话，将会话资料保存到专用的会话服务器上，防止会话服务器单点故障，使用两台或更多的会话服务器做冗余。下面我们将介绍使用Memcached保存会话。

Memcached 介绍

memcached 是以LiveJournal 旗下Danga Interactive 公司的Brad Fitzpatric 为首开发的一款软件。现在已成为mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等众多服务中提高Web应用扩展性的重要因素。许多Web应用都将数据保存到RDBMS中，应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大、访问的集中，就会出现RDBMS的负担加重、数据库响应恶化、网站显示延迟等重大影响。这时就该memcached大显身手了。memcached是高性能的分布式内存缓存服务器。一般的使用目的是，通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

如下图所示，应用服务器首次从RDBMS读取数据，然后以键值对(对于RDMBS，查询语句经过应用服务进行Hash计算存储为键，查询到的数据作为值)的方式将数据保存到Memcached中，下次应用应用服务器访问相同资源时将直接从Memecached服务器中读取。

Alt text

Memecached作为高速运行的分布式缓存服务器，有以下特性

协议简单
基于 libevent 的事件处理
内置内存存储方式
memcached 不互相通信的分布式

Memcached也有的缺陷

由于数据均存储于内存中，一旦服务器宕机，所有缓存将全部丢失，对于强依赖缓存的应用将是致命性的缺陷
由于Memcached是旁挂式缓存服务器，不会主动去缓存数据，它所谓的分布式和智能性一半依赖于客户端（调用memcached的API开发程序），一半依赖于服务端
支持缓存的数据类型单一，只支持字节性数据，其它数据类型必须能够序列化方可缓存。

Memcached 做为 session server 实现会话保持

Alt text

MemcA和MmecB 上安装 memecached 并启动

yum -y install memecached
systemctl start memcached

[23@root ~]# netstat -tunlp | grep memcached
tcp        0      0 0.0.0.0:11211           0.0.0.0:*               LISTEN      977/memcached       
tcp6       0      0 :::11211                :::*                    LISTEN      977/memcached       
udp        0      0 0.0.0.0:11211           0.0.0.0:*                           977/memcached       
udp6       0      0 :::11211                :::*                                977/memcached

下载如下jar文件
下载地址及参考文档

spymemcached-2.12.3.jar
reflectasm-1.11.3-shaded.jar
reflectasm-1.11.3.jar
objenesis-2.6.jar
msm-kryo-serializer-2.1.1.jar
minlog-1.3.0.jar
memcached-session-manager-tc7-2.1.1.jar
memcached-session-manager-2.1.1.jar
kryo-serializers-0.42.jar
kryo-4.0.1.jar
asm-5.2.jar

将以上jar文件放置到 /usr/share/java/tomcat/ 目录下
分别在两个tomcat上的配置文件/etc/tomcat/server.xml某host上定义一个用于测试的context容器，并在其中创建一个会话管理器，如下所示：

<Host name="www.zhubiaook.com"  appBase="/app/webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
    <Context path="" docBase="/app/webapps/test" reloadable="">
        <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
        memcachedNodes="n1:172.18.17.22:11211,n2:172.18.17.23:11211"
        failoverNodes="n1"
        requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
        transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
        />
    </Context>
</Host>

测试

Alt text

zhubiao

会话保持

Table of Contents