Tomcat + Nginx + 主从 memcached + keepalived 实现高可靠的web 服务

下面我将和大家分享一下：  Tomcat的安装+配置memcached+NGINX+ repcache + keepalive。

注意： 通过 repcache + keepalived，可以让两个memcache server running on Linux 实现memcache master / slave 功能。

  1)   repcache可以使者两个memcache自己自动同步数据，一旦master挂了，则slave自动变成listen状态。

         由于 Memcached 自己没有防止单点的措施，因为为了保障 Memcached 服务的高可用，我们需要借助外部的工具来实现高可用的功能。

Repcached 用来实现 Memcached 复制功能的一个工具。它所构建的主从方案是一个单主单从的方案，不支持多主多从。 但是，它的特点是，主从两个节点可以互相读写，从而可以达到互相同步的效果。

2)      keepalived 使这两个memcache所在的server对外提供一个VIP（这个IP只有master memcache上才有），一旦master server挂了，则slaveserver 自动配置这个VIP. 这样在tomcat上，要写入的memcache server 地址就配置成这个VIP就可以了。  通过运行在两个memcache上面的 keepalived 向两个tomcat server提供VIP地址、从而实现memcache 的failover功能。

注意：启动Master和Slavememcache时不要加-l参数指定监听地址，否则keepalived无法监听VIP的地址，

然后配置上keepalived就可以作为高可用了。

        在本方案中, keepalived 后面的 real server就是在同机上运行的 memcache server。Keep alived 必须检测它的状态，

然后把进入的memcache 数据转发给mem cache。

        本方案是有两个负载均衡器（每台运行keepalived的就是一个负载均衡器），其中VRRP  VIP，在两个tomcat server配置中被指定为要写入的mem cacher server IP。当keepalive 收到达到VRRP  VIP上，端口是memcache服务端口的TCP数据时，就要转发到本机的memcache server上。

而两个memcache server利用repcache被配置为master /slave，则两者的数据会被复制的。一旦一个memcache所在的 master keepalived server down了，则slave keep alive会检测到，会启动vip，slave变成master了，而来自两个 tomac t的memcache 数据仍可以写到slave memcache上。

[tomcat 1& 2 ]  ->][ keepalived  master + repcachemaster + memcache 1 ]  <-> [ keepalived  slave + repcache slave + memcache 2 ]

问题和解决：

               由于keep alived 的old master起来后，如果不修改vrrp 优先级，会重新变成 master的，而repcache 不会自动切换回去，则就有问题。

所以当 keep alived 的old master恢复后，则必须修改它的vrrp priority，让它成为slave。

keepalived 配置，则 可以参考：  

http://www.keepalived.org/documentation.html

下面说下tomcat配置和Nginx的配置：

1、安装Tomcat

Tomcat官网：http://tomcat.apache.org/

我使用的版本：apache-tomcat-7.0.42.tar.gz

1.1解压在usr/local/目录下（可以自己选）

1.2重命名为Tomcat（不是必须的，只是这样看着习惯）

1.3编辑/etc/profile加上以下语句

CATALINA_BASE=/usr/local/tomcat
CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat
export CATALINA_BASE CATALINA_HOME

1.4 进入tomcat/bin目录下面,运行

# ./startup.sh 

1.5然后访问http://localhost:8080看是否访问成功.如果看到了tomcat的欢迎界面，congratulations, you are a good boy/girl.

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1.6 但是现在我们只有一个tomcat。 所以，接下来在我们的机器上要搭建多个tomcat，首先我们先复制一份以前的tomcat(我的tomcat是在/usr/local/下)，执行命令

cp /usr/local/tomcat /usr/local/tomcat2 

1.7应为要两个不同的tomcat使用不同的环境变量，所以我们需要修改/etc/profile的文件配置信息

gedit /etc/profile

然后修改成这样：

#tomcat
CATALINA_BASE=/usr/local/tomcat
CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat
export CATALINA_BASE CATALINA_HOME
#tomcat2
CATALINA_2_BASE=/usr/local/tomcat2    
CATALINA_2_HOME=/usr/local/tomcat2    
export CATALINA_2_BASE CATALINA_2_HOME

TOMCAT_HOME=/usr/local/tomcat
export TOMCAT_HOME    
TOMCAT_2_HOME=/usr/local/tomcat2    
export TOMCAT_2_HOME

       1.8最后一步我们需要修改tomcat2里面的配置文件。首先我们修改tomcat2/bin下面的startup.sh和shutdown.sh 添加以下内容

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk
export PATH=.:$HADOOP_HOME/bin:$ZOOKEEPER_HOME/bin:$HBASE_HOME/bin:$JAVA_HOME/bin:$PATH

export CATALINA_HOME=$CATALINA_2_HOME    
export CATALINA_BASE=$CATALINA_2_BASE

       1.9然后进去tomcat2/server.xml中修改以下几个地方

把8005->8006，8080->8081，8009->8010就好了(具体端口由自己定就行了),增加:  jvmRoute="tomcat2",对tomcat/server.xml只需要增加以下jvmRoute="tomcat"

1.10然后进入tomcat1/bin，tomcat2/bin下面执行

./startup.sh

好了，nice
       1.11用浏览器进去localhost:8080和localhost:8081看看把，两个tomcat就已经搭建成功了

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2、为Tomcat配置memcached

NGINX负载的几种方式

nginx 的 upstream目前支持 4 种方式的分配 
1)、轮询（默认） 
      每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。 
2)、weight 
      指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。 
2)、ip_hash 
      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。  
3)、fair（第三方） 
      按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。  
4)、url_hash（第三方）'

       我们使用最简单的ip_hash来实现，而且还可以解决session问题

ip_hash其实上不能够完全解决ip问题，因为有很多用户的ip随时都可能在变动，ip_hash这个名字你就知道，是通过hash散列的原理将用户的ip散列到指定的tomcat上，自然而然的想当然的解决了session问题，最好是用memcached存取来实现session共享，下面看我的nginx.conf的配置:

    #运行nginx所在的用户名和用户组
    #user  www www; 
      
    #启动进程数
    worker_processes 8;
    #全局错误日志及PID文件
    error_log  /usr/local/nginx/logs/nginx_error.log  crit;
          pid       /usr/local/nginx/nginx.pid;
       #Specifies the value for maximum file descriptors that can be opened by this process.
        worker_rlimit_nofile 65535;
    #工作模式及连接数上限
    events
    {
      use epoll;
      worker_connections 65535;
    }
    #设定http服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
    http
    {
      #设定mime类型
      include       mime.types;
      default_type  application/octet-stream;
      include /usr/local/nginx/conf/proxy.conf;
      #charset  gb2312;
      #设定请求缓冲    
      server_names_hash_bucket_size 128;
      client_header_buffer_size 32k;
      large_client_header_buffers 4 32k;
      #client_max_body_size 8m;
            
      sendfile on;
      tcp_nopush     on;
      
      keepalive_timeout 60;
      
      tcp_nodelay on;
      
    #  fastcgi_connect_timeout 300;
    #  fastcgi_send_timeout 300;
    #  fastcgi_read_timeout 300;
    #  fastcgi_buffer_size 64k;
    #  fastcgi_buffers 4 64k;
    #  fastcgi_busy_buffers_size 128k;
    #  fastcgi_temp_file_write_size 128k;
      
    #  gzip on;
    #  gzip_min_length  1k;
    #  gzip_buffers     4 16k;
    #  gzip_http_version 1.0;
    #  gzip_comp_level 2;
    #  gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
    #  gzip_vary on;
      
      #limit_zone  crawler  $binary_remote_addr  10m;
    upstream tomcat{                      # 负载均衡站点的名称为tomcat，可以自己取
       # ip_hash;           		 # 可选，根据来源IP方式选择web服务器，省略的话按默认的轮循方式选择web服务器
        server 127.0.0.1:8080;       # web服务器的IP地址及tomcat发布端口
        server 127.0.0.1:8081;
		    }
    server {
         listen       80;                   # 站点侦听端口80
         server_name  localhost;            # 站点名称
 
  	  location / {
        	root   html;
        	index  index.html index.htm;
        	proxy_pass http://tomcat;      # 负载均衡指向的发布服务tomcat
              }
	}
    }

2 .1 Tomcat要支持memcached管理Session，需要调用一些jar库文件如下（网上有的文章中可能所说的jar包不全，或者版本不样的会报错，但这里我已经经过验证了，简直nice）：

                   1） couchbase-client-1.2.2.jar
                          2） javolution-5.5.1.jar
                          3） kryo-1.03.jar
                          4） kryo-serializers-0.10.jar
                          5） memcached-session-manager-1.6.5.jar
                          6） memcached-session-manager-tc7-1.6.5
                          7） minlog-1.2.jar
                          8） msm-kryo-serializer-1.6.3.jar
                          9） reflectasm-1.01.jar
                         10）spymemcached-2.10.2.jar

特别要注意，这些jar包的版本，要不然你会难受至极：

                         1）msm1.6.5依赖了Couchbase，需要添加couchbase-client的jar包，否则启动会报：java.lang.NoClassDefFoundError:com/couchbase/client/CouchbaseClient。
                                2）Tomcat6和Tomcat7使用不同msm支持包：memcached-session-manager-tc6-1.6.5.jar和memcached-session-manager-tc7-1.6.5.jar，只可选一，否则启动报错。
                                3）msm源码中的lib包版本太低：spymemcached需要使用2.10.2，否则启动tomcat报错：java.lang.NoSuchMethodError:net.spy.memcached.MemcachedClient.set(Ljava/lang/String;ILjava/lang/Object;)Lnet/spy/memcached/internal/OperationFuture;atde.javakaffee.web.msm.BackupSessionTask.storeSessionInMemcached(BackupSessionTask.java:227)
                                4）kryo-serializers需要使用0.10版本，否则报错：
                                      Caused by:java.lang.ClassNotFoundException: de.javakaffee.kryoserializers.DateSerializer

下载后，将这些库文件放到tomcat\lib目录下。

2.2为Tomcat配置memcached

     配置文件目录：tomcat\conf\context.xml，记得两个Tomcat都要配的哦。
            打开配置文件，在...节点中添加如下内容：

          

 参数说明：memcachedNodes：memcached服务器信息，多个服务器时，使用空格分开，

如：    n1:127.0.0.1:11211 n2:127.0.0.1:11211

在上面那个例子中，则 memcachedNode 设置为 keepalived 的 VIP 地址。

这样，tomcat任何时候只能向active master memcached写session数据了。