아파치 톰캣 세션 클러스터링

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아파치 톰캣이란?

클라이언트 요청이 왔을때만 응답하는 정적 웹페이지를 만드는데 사용하는 아파치(웹 서버)와 동적인 웹을 만들기 위한 웹 컨테이너, 서블릿 컨테이너 역할을 하는 톰캣(웹 애플리케이션 서버, WAS))을 합쳐서 부르는 말입니다.

세션 클러스터링이란?

세션 클러스터링은 아파치 톰캣이 2대 이상 운영되는 환경에서 세션을 동일하게 관리하는 것을 의미합니다. 예를 들어 결제 시스템을 사용하는, 로드밸런서를 이용해 WAS)가 이중화 되어있는 환경에서 접속해있던 한 서버가 갑자기 다운되어 다른 서버로 넘어가는 경우 세션이 동일하게 유지되어야 하기 때문에 세션 클러스터링 설정이 필요합니다.

* 아파치, 톰캣, 커넥터 모두 설치 되었다는 가정하에 설정 부분만 정리했습니다.

apache-tomcat 연동

httpd.conf 파일을 열어 다음과 같은 설정이 되어있는지 확인 후 없으면 추가해줍니다.

LoadModule jk_module modules/mod_jk.so

<IfModule mod_jk.c>
JkWorkersFile conf/workers.properties
JkLogFile logs/mod_jk.log
JkShmFile logs/mod_jk.shm
JkMount /*.jsp tomcat_lb
</IfModule>

* tomcat_lb는 workers.properties에서 설정한 worker.list 인스턴스 리스트를 기재한 것 입니다. (원하는 이름으로 써도됨)

workers.properties 설정

worker.list=tomcat_lb
// 사용할 tomcat 인스턴스 리스트

worker.tomcat1.type=ajp13
// tomcat1 인스턴스의 타입, ajp13 커넥터를 이용하여 통신

worker.tomcat1.host=10.4.0.10
// was1서버 IP

worker.tomcat1.port=8009
// ajp13 커넥터 포트

worker.tomcat1.lbfactor=100
// 로드밸런싱 비율(url - 현재 설정의 경우 100:100 = 1:1)

worker.tomcat2.type=ajp13
worker.tomcat2.host=10.4.0.14
worker.tomcat2.port=8019
worker.tomcat2.lbfactor=100

worker.tomcat_lb.type=lb
// tomcat_lb 인스턴스의 타입 , lb = 로드밸런서

worker.tomcat_lb.balanced_workers=tomcat1,tomcat2
// tomcat_lb의 리스트

tomcat의 server.xml 설정

저는 포트를 따로 변경해서 설정하였습니다.

설치 방법에 따라 ajp13 Connector 포트 설정 부분이 주석처리 되어있을 수 있으며, 그럴 경우 주석을 제거해주면 됩니다.
설정 후 톰캣 구동포트에 맞게 shutdown port(ex. 8005) 를 제외한 나머지 포트(ex. 8009, 8080)를 방화벽에 추가해줍니다.

또한 톰캣을 공식 홈페이지에서 다운로드 받았을 경우 ajp13 Connector 포트 설정 부분의 address 부분을 "::1" 에서 "::" 또는 "0.0.0.0"로 변경하며, tomcat 7.0.100, tomcat 8.5.51, tomcat 9.0.31 이상 버전부터는 secretRequired="false"를 추가해줍니다.

* address : address=”::1” 로 설정시 localhost 만 접근 가능, “::” 로 설정하여야 외부에서 접근 가능
* secretRequired : secret key 통신 여부를 묻는 설정 (기본값 true, 상황에 맞게 설정하면 됨)

만약 secret key 사용한다면 다음과 같이 설정하면 됩니다.

Tomcat 7.0.100, tomcat 8.5.51, tomcat 9.0.31 하위 버전

ㄴ address=[Tomcat 서버 IP] requiredSecret=[원하는 키 값]

Tomcat 7.0.100, tomcat 8.5.51, tomcat 9.0.31 이상 버전

아파치 톰캣이 연동된 환경에선 아파치의 Workers File 에 아래 내용도 추가해줘야 합니다.

worker.[인스턴스명].secret=[Tomcat에 설정한 키 값]

세션 확인 테스트 페이지 만들기

tomcat 웹 다큐먼트 루트에 테스트 파일 생성
(index.jsp)

<%
session.setAttribute(url - "a","a");
%>
<html>
<head>
<title>Session Clustering Test</title>
</head>
<body>
<table width="100%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tr bgcolor="#CCCCCC">
<td width="13%">Tomcat1</td>
<td width="87%"> </td>
</tr>
<tr>
<td>Session ID :</td>
<td><%=session.getId(url - )%></td>
</tr>
</table>
<div>Im Tomcat1</div>
</body>
</html>

* 빨간 부분은 was서버 마다 다르게 설정합니다.

파일 생성 후 들어가면 세션 값이 다르게 나옵니다. 이제 세션 클러스터링을 설정을 해보겠습니다.

세션 클러스터링

apache와 tomcat 연동 및 로드밸런싱 설정 후 세션 클러스터링 설정을 진행합니다. 설정 방법은 거의 동일하며 톰캣 버전이 올라감에 따라 클래스 명이 변경된 부분 등만 수정해주면 됩니다.

설정은 server.xml 파일 및 web.xml 파일에서 진행하며, 설치 방법에 따라 설정 파일 위치는 다를 수 있습니다.

server.xml

<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
클러스터 관련 설정의 주석을 제거해준 뒤 아래 내용을 추가해줍니다.

<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/> // 주석 제거
<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="224.0.0.4" // 멀티 캐스트 IP
port="45564" // 기본 포트
frequency="500" // 해당 초 마다 UDP packet 을 날려 hearbeat 확인
dropTime="3000"/> // 해당 초 동안 hearbeat 없을 경우 장애로 판단
<Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
address="10.4.0.23" // WAS IP에 맞게 수정
port="4000" // 해당 포트를 통해 replication message listening
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"/>
<ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
</Cluster>

server.xml 설정을 한 뒤 web.xml 파일을 수정해줍니다. tomcat 설정파일 하단의 web.xml 파일 및 webapps/ROOT/WEB-INF 디렉토리 하단의 web.xml 파일 모두 수정해주면 됩니다.

* 톰캣 8, 9버전의 경우 위 설정에서 주황색으로 표시된 MessageDispatch15Interceptor 부분 MessageDispatchInterceptor 로 수정해주면 동일하게 동작합니다. 수정하지 않을 경우 catalina.out 로그에 java.lang.ClassNotFoundException 에러가 발생합니다.

web.xml

...(생략)
<distributable/>
</web-app>

web.xml 파일의 마지막 라인인 </web-app> 상단에 추가해줬습니다. 만약 추가하지 않을 경우 catalina.out 로그에 Context manager does not exist 라는 warning 메시지가 발생하며 세션 클러스터링 설정이 적용되지 않습니다

* 설정 후 멀티캐스트 Port인 45564 의 경우 TCP 와 UDP 모두 허용해줘야하며, listening 을 위한 Port 인 4000~4100번 포트의 경우 TCP 에 대해 허용해줍니다.

설정 완료 되었으며 tomcat 재실행 후 세션 테스트 페이지를 확인해 보면 됩니다.

확인 방법은 WAS) 1번과 WAS) 2번이 구동되어있는 상태에서 WAS) 1번 서버를 종료했을 때 세션 ID 가 유지되는지 테스트
해봅니다.

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