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Artigo Java Magazine 29 - Clusters Web com Tomcat
Artigo Publicado pela Java Magazine 29.
Java Livre
Clusters Web com Tomcat
Distribuição de Carga e Alta Disponibilidade
Aprenda a configurar vários servidores Tomcat como um cluster, de modo a atender mais usuários e ocultar deles panes em algum dos servidores
Fernando Lozano
Cluster é um dos termos mais usados em toda a informática, identificando qualquer configuração com vários computadores com o objetivo de fornecer maior capacidade bruta de trabalho, e algum nível de tolerância à falhas. Neste artigo estamos interessados em um tipo bem específico de cluster – voltado a aplicações web J2EE.
Os exemplos serão apresentados utilizando o Tomcat 5 (5.5.x ou 5.0.x), mas todos os conceitos serão válidos para outros containers web, livres e proprietários. Não fará diferença usar o J2SE 1.4.2 ou 5.0, desde que seja utilizada a versão do Tomcat correspondente ao seu Java (5.0.x com o J2SE 1.4.x; 5.5 com o J2SE 5.0).
E o melhor: suas aplicações web, se desenvolvidas conforme as recomendações do J2EE e algumas boas práticas, não vão precisar sofrer qualquer modificação para se adequarem às configurações de cluster apresentadas. No entanto, muitas aplicações ainda são desenvolvidas sem seguir essas recomendações, podendo não funcionar corretamente num cluster (também podendo apresentar problemas em outras situações).
Para mais informações sobre a forma “correta” de desenvolver aplicações web J2EE, consulte o quadro “Desenvolvendo para clusters”. Para conhecer alguns conceitos de clusters e a terminologia relacionada usada nesse artigo consulte o quadro “Conceitos de clusters web etc.”.
Este artigo assume que que o leitor já tem algum conhecimento prévio da instalação e configuração do Tomcat e do Apache, além de conhecimento de desenvolvimento de aplicações web. A instalação do Tomcat e Apache foi abordada antes nesta mesma coluna, na edição nº 6, e no artigo de Gabriel Esteves na edição nº 8. Fundamentos do desenvolvimento de aplicações web com o Tomcat, incluindo o uso de suas aplicações administrativas, foram apresentados nesta coluna nas edições nº 18, 19 e 20.
Preparação
A configuração será feita em duas etapas. Primeiro será criado um cluster que fornece apenas maior escalabilidade, dividindo a carga de trabalho entre vários servidores Tomcat. Depois será demonstrado como fornecer também tolerância a falhas, permitindo que um nó assuma de forma transparente os usuários que eram atendidos por outro nó que falhou.
Para que seja possível testar o ambiente de cluster, simulando vários usuários, o leitor irá necessitar de pelo menos dois navegadores web instalados em seu computador. Por exemplo, o Firefox e o Internet Explorer (IE) no Windows; ou um Firefox e um Konqueror no Linux.
Embora o ambiente de produção preferencial para clusters Tomcat sejam servidores Unix e Linux, a configuração é independente do sistema operacional. Particularmente, o leitor também poderá seguir os exemplos em qualquer versão do Windows a partir da 98.
Apenas a instalação do servidor web que atuará como balanceador será diferente em cada plataforma. Para os detalhes, consulte os quadros “Instalação do Apache e mod_jk em Linux”, “Instalação do Apache e mod_jk em Windows” e “Instalação do IIS com mod_jk no Windows”
Clusters Tomcat + Apache
Um cluster web é constituído por um balanceador de carga, que o usuário “enxerga” como sendo o servidor web que responde ao seu navegador, e um conjunto de servidores web (ou de containers web) que são efetivamente os nós do cluster.
Para balanceador, optamos pelo Servidor Web Apache 2.0. O quadro “Clusters web no J2EE” apresenta mais detalhes sobre a configuração genérica desse cluster e os seus requisitos. Neste artigo estamos focando numa implementação específica, aplicável em muitas situações típicas, utilizando os recursos do Tomcat.
A Figura 1 apresenta a arquitetura física do cluster que será construído. Um único servidor Apache, rodando o módulo mod_jk, atua como balanceador de carga para duas instâncias do Tomcat. Para construir a configuração deste artigo, será necessário, portanto, instalar um Apache e duas cópias do Tomcat em diretórios diferentes. Usuários Windows podem usar a versão do Apache nativa para seus sistemas.
Módulos e conectores
O mod_jk é um módulo de extensão para o Apache e outros servidores web, que permite sua integração a um container web Tomcat. Ele é baseado no protocolo AJP (Apache Java Protocol), que permite a um servidor web obter várias informações de gerenciamento do container. Apesar do AJP não ser parte oficial da plataforma J2EE, ele é um padrão de mercado, sendo utilizado por vários outros containers e extensões de servidores web.
Embora seja comum dizer que o Tomcat é um container web, esta afirmação não é muito precisa. O container web em si, chamado Catalina, é apenas um dos componentes que formam o Tomcat. Outros componentes são o compilador de páginas JSP, chamado Jasper (sem relação com o JasperReports), os vários conectores que gerenciam conexões de redes, e vários projetos do Jakarta Commons, como o DBCP para pools de conexões JDBC.
No lado do Tomcat, deve ser configurado e ativado o conector Jk, que recebe requisições AJP. Este conector é parte da instalação padrão do Tomcat desde suas primeiras versões. Com o conector Jk ativo, seria possível desligar a funcionalidade de servidor web embutida no Tomcat, fornecida pelo conector Coyote, porém é recomendável manter este conector para que seja possível acessar aplicações administrativas (Manager e Admin) em cada nó Tomcat de forma independente. O conector Coyote também nos permite validar o funcionamento individual de cada nó do cluster, e assim isolar problemas de configuração do balanceador.
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