4： memcached原理 部署memcached 、 Session共享 總結和答疑
NSD OPERATION DAY04
1 案例1：構建memcached服務
1.1 問題
本案例要求先快速搭建好一臺memcached伺服器，並對memcached進行簡單的增、刪、改、查操作：
- 安裝memcached軟體，並啟動服務
- 使用telnet測試memcached服務
- 對memcached進行增、刪、改、查等操作
1.2 方案
memcached是高效能的分散式快取伺服器，用來集中快取資料庫查詢結果，減少資料庫訪問次數，以提高動態Web應用的響應速度。訪問拓撲如圖-1所示。
圖-1
使用1臺RHEL7虛擬機器作為memcached伺服器（192.168.4.5）。
在RHEL7系統光碟中包含有memcached，因此需要提前配置yum源，即可直接使用yum安裝，客戶端測試時需要提前安裝telnet遠端工具。
驗證時需要客戶端主機安裝telnet，遠端memcached來驗證伺服器的功能：
- add name 0 180 10 //變數不存在則新增
- set name 0 180 10 //新增或替換變數
- replace name 0 180 10 //替換
- get name //讀取變數
- append name 0 180 10 //向變數中追加資料
- delete name //刪除變數
- stats //檢視狀態
- flush_all //清空所有
- 提示：0表示不壓縮，180為資料快取時間，10為需要儲存的資料位元組數量。
1.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：構建memcached服務
1）使用yum安裝軟體包memcached
- [[email protected] ~]# yum -y install memcached
- [[email protected] ~]# rpm -qa memcached
- memcached-1.4.15-10.el7_3.1.x86_64
2) memcached配置檔案（檢視即可，不需要修改）
- [[email protected] ~]# vim /usr/lib/systemd/system/memcached.service
- ExecStart=/usr/bin/memcached -u $USER -p $PORT -m $CACHESIZE -c $MAXCONN $OPTIONS
- [[email protected] ~]# vim /etc/sysconfig/memcached
- PORT="11211"
- USER="memcached"
- MAXCONN="1024"
- CACHESIZE="64"
- OPTIONS=""
3）啟動服務並檢視網路連線狀態驗證是否開啟成功：
netstat命令可以檢視系統中啟動的埠資訊，該命令常用選項如下：
-a顯示所有埠的資訊
-n以數字格式顯示埠號
-t顯示TCP連線的埠
-u顯示UDP連線的埠
-l顯示服務正在監聽的埠資訊，如httpd啟動後，會一直監聽80埠
-p顯示監聽埠的服務名稱是什麼（也就是程式名稱）
注意：在RHEL7系統中，使用ss命令可以替代netstat，功能與選項一樣。
- [[email protected] ~]# systemctl start memcached
- [[email protected] ~]# systemctl status memcached
- [[email protected] ~]# netstat -anptu | grep memcached
- tcp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* LISTEN 2839/memcached
- tcp 0 0 :::11211 :::* LISTEN 2839/memcached
- udp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* 2839/memcached
- udp 0 0 :::11211 :::* 2839/memcached
- [[email protected] ~]# setenforce 0
- [[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步驟二：使用telnet訪問memcached伺服器
1）使用yum安裝telnet
- [[email protected] ~]# yum -y install telnet
2)使用telnet連線伺服器測試memcached伺服器功能，包括增、刪、改、查等操作。
- [[email protected] ~]# telnet 192.168.4.5 11211
- Trying 192.168.4.5...
- ……
- ##提示：0表示不壓縮，180為資料快取時間，3為需要儲存的資料位元組數量。
- set name 0 180 3 //定義變數，變數名稱為name
- plj //輸入變數的值，值為plj
- STORED
- get name //獲取變數的值
- VALUE name 0 3 //輸出結果
- plj
- END
- ##提示：0表示不壓縮，180為資料快取時間，3為需要儲存的資料位元組數量。
- add myname 0 180 10 //新建，myname不存在則新增，存在則報錯
- set myname 0 180 10 //新增或替換變數
- replace myname 0 180 10 //替換，如果myname不存在則報錯
- get myname //讀取變數
- append myname 0 180 10 //向變數中追加資料
- delete myname //刪除變數
- stats //檢視狀態
- flush_all //清空所有
- quit //退出登入
2 案例2：LNMP+memcached
2.1 問題
沿用練習一，部署LNMP+memcached網站平臺,通過PHP頁面實現對memcached伺服器的資料操作，實現以下目標：
- 部署LNMP實現PHP動態網站架構
- 為PHP安裝memcache擴充套件
- 建立PHP頁面，並編寫PHP程式碼，實現對memcached的資料操作
2.2 方案
使用2臺RHEL7虛擬機器，其中一臺作為memcached及LNMP伺服器（192.168.4.5）、另外一臺作為測試用的Linux客戶機（192.168.4.10），如圖-1所示。
圖-1
在RHEL7系統光碟中包含有我們需要的MariaDB、PHP，我們需要使用原始碼安裝Nginx，使用RPM包安裝FPM。另外如果希望使用PHP來操作memcached，注意必須要為PHP安裝memcache擴充套件（php-pecl-memcache），否則PHP無法解析連線memcached的指令。客戶端測試時需要提前安裝telnet遠端工具。
2.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：部署LNMP環境（如果環境中已經存在LNMP環境本步驟可以忽略）
1）使用yum安裝基礎依賴包
- [[email protected] ~]# yum -y install gcc openssl-devel pcre-devel zlib-devel
- .. ..
2）原始碼安裝Nginx
- [[email protected] ~]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz
- [[email protected] ~]# cd nginx-1.12.2
- [[email protected] nginx-1.12.2]# ./configure \
- > --with-http_ssl_module
- [[email protected] nginx-1.12.2]# make && make install
3）安裝MariaDB資料庫
- [[email protected] ~]# yum -y install mariadb mariadb-server mariadb-devel
4）安裝PHP
- [[email protected] ~]# yum -y install php php-mysql
- [[email protected] ~]# yum -y install php-fpm-5.4.16-42.el7.x86_64.rpm
5）修改Nginx配置檔案
- [[email protected] ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
- location / {
- root html;
- index index.php index.html index.htm;
- }
- location ~ \.php$ {
- root html;
- fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
- fastcgi_index index.php;
- # fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
- include fastcgi.conf;
- }
步驟二：啟動服務（如果所有服務已經啟動，也可以忽略這一步驟）
1）啟動Nginx服務
這裡需要注意的是，如果伺服器上已經啟動了其他監聽80埠的服務軟體（如httpd），則需要先關閉該服務，否則會出現衝突。
- [[email protected] ~]# systemctl stop httpd //如果該服務存在，則關閉該服務
- [[email protected] ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
- [[email protected] ~]# netstat -utnlp | grep :80
- tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 32428/nginx
2）啟動MySQL服務
- [[email protected] ~]# systemctl start mariadb
- [[email protected] ~]# systemctl status mariadb
3）啟動PHP-FPM服務
- [[email protected] ~]# systemctl start php-fpm
- [[email protected] ~]# systemctl status php-fpm
4）關閉SELinux、防火牆
- [[email protected] ~]# setenforce 0
- [[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步驟三：建立PHP頁面，使用PHP語言測試memcached服務
1）部署測試頁面
建立PHP首頁文件/usr/local/nginx/html/index.php，測試頁面可以參考lnmp_soft/php_scripts/mem.php：
- [[email protected] ~]# vim /usr/local/nginx/html/test.php
- <?php
- $memcache=new Memcache; //建立memcache物件
- $memcache->connect('localhost',11211) or die ('could not connect!!');
- $memcache->set('key','test'); //定義變數
- $get_values=$memcache->get('key'); //獲取變數值
- echo $get_values;
- ?>
2）客戶端測試（結果會失敗）
客戶端使用瀏覽器訪問伺服器PHP首頁文件，檢驗對memcached的操作是否成功：
- [[email protected] ~]# firefox http://192.168.4.5/test.php
注意：這裡因為沒有給PHP安裝擴充套件包，預設PHP無法連線memcached資料庫，需要給PHP安裝擴充套件模組才可以連線memcached資料庫。
3）為PHP新增memcache擴充套件
- [[email protected] ~]# yum -y install php-pecl-memcache
- [[email protected] ~]# systemctl restart php-fpm
4）客戶端再次測試（結果會成功顯示資料結果）
- [[email protected] ~]# firefox http://192.168.4.5/test.php
3 案例3：PHP的本地Session資訊
3.1 問題
通過Nginx排程器負載後端兩臺Web伺服器，實現以下目標：
- 部署Nginx為前臺排程伺服器
- 排程演算法設定為輪詢
- 後端為兩臺LNMP伺服器
- 部署測試頁面，檢視PHP本地的Session資訊
3.2 方案
使用4臺RHEL7虛擬機器，其中一臺作為Nginx前端排程器伺服器（eth0:192.168.4.5,eth1:192.168.2.5）、兩臺虛擬機器部署為LNMP伺服器，分別為Web1伺服器（192.168.2.100）和Web2伺服器（192.168.2.200），另外一臺作為測試用的Linux客戶機（192.168.4.10），拓撲如圖-2所示。
圖-2
3.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：部署後端LNMP伺服器相關軟體
注意:以下部署LNMP伺服器的操作，需要在兩臺後端伺服器做相同的操作，下面我們以一臺Web1伺服器（192.168.2.100）為例，對Web2伺服器執行相同操作即可。
1）使用yum安裝基礎依賴包
- [[email protected] ~]# yum -y install gcc openssl-devel pcre-devel zlib-devel
- .. ..
2）原始碼安裝Nginx
- [[email protected] ~]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz
- [[email protected] ~]# cd nginx-1.12.2
- [[email protected] nginx-1.12.2]# ./configure \
- > --with-http_ssl_module
- [[email protected] nginx-1.12.2]# make && make install
3）安裝MariaDB資料庫
- [[email protected] ~]# yum -y install mariadb mariadb-server mariadb-devel
4）安裝PHP（php-fpm軟體包在lnmp_soft中有提供）
- [[email protected] ~]# yum -y install php php-mysql
- [[email protected] ~]# yum -y install php-fpm-5.4.16-42.el7.x86_64.rpm
5）修改Nginx配置檔案（修改預設首頁與動靜分離）
- [[email protected] ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
- location / {
- root html;
- index index.php index.html index.htm;
- }
- location ~ \.php$ {
- root html;
- fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
- fastcgi_index index.php;
- # fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
- include fastcgi.conf;
- }
步驟二：啟動LNMP伺服器相關的服務
1）啟動Nginx服務
這裡需要注意的是，如果伺服器上已經啟動了其他監聽80埠的服務軟體（如httpd），則需要先關閉該服務，否則會出現衝突。
- [[email protected] ~]# systemctl stop httpd //如果該服務存在，則關閉該服務
- [[email protected] ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
- [[email protected] ~]# netstat -utnlp | grep :80
- tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 32428/nginx
2）啟動MySQL服務
- [[email protected] ~]# systemctl start mariadb
- [[email protected] ~]# systemctl status mariadb
3）啟動PHP-FPM服務
- [[email protected] ~]# systemctl start php-fpm
- [[email protected] ~]# systemctl status php-fpm
4）關閉SELinux、防火牆
- [[email protected] ~]# setenforce 0
- [[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步驟三：部署前端Nginx排程伺服器
1）使用原始碼安裝nginx軟體（如果Nginx軟體包已存在可以忽略此步驟）
- [[email protected] ~]# yum -y install pcre-devel openssl-devel
- [[email protected] ~]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz
- [[email protected] ~]# cd nginx-1.12.2
- [[email protected] nginx-1.12.2]# ./configure
- [[email protected] nginx-1.12.2]# make && make install
2）修改Nginx配置檔案
Nginx配置檔案中，通過upstream定義後端伺服器地址池，預設排程策略為輪詢，使用proxy_pass呼叫upstream定義的伺服器地址池：
- [[email protected] ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
- .. ..
- upstream webs {
- server 192.168.2.100:80;
- server 192.168.2.200:80;
- }
- server {
- listen 80;
- server_name localhost;
- location / {
- proxy_pass http://webs;
- root html;
- index index.php index.html index.htm;
- }
- }
3）重新載入配置檔案
- [[email protected] ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
- #請先確保nginx是啟動狀態，否則執行該命令會報錯,報錯資訊如下：
- [error] open() "/usr/local/nginx/logs/nginx.pid" failed (2: No such file or directory)
4）關閉SELinux、防火牆
- [[email protected] ~]# setenforce 0
- [[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步驟四：測試環境是否配置成功
1）瀏覽器訪問測試頁面驗證。
- [[email protected] ~]# curl http://192.168.4.5/index.html //檢視是否有資料
步驟五：部署測試頁面
1）部署測試頁面(Web1伺服器）。
測試頁面可以參考lnmp_soft/php_scripts/php-memcached-demo.tar.gz。
- [[email protected] ~]# cd lnmp_soft/php_scripts/
- [[email protected] php_scripts]# tar -xf php-memcached-demo.tar.gz
- [[email protected] php_scripts]# cd php-memcached-demo
- [[email protected] php-memcached-demo]# cp -a * /usr/local/nginx/html/
2）瀏覽器直接訪問後端伺服器的測試頁面（Web1伺服器）。
- [[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100 //填寫賬戶資訊
- [[email protected] ~]# cd /var/lib/php/session/ //檢視伺服器本地的Session資訊
- [[email protected] ~]# ls
- sess_ahilcq9bguot0vqsjtd84k7244 //注意這裡的ID是隨機的
- [[email protected] ~]# cat sess_ahilcq9bguot0vqsjtd84k7244
注意：可用修改index.php和home.php兩個檔案的內容，新增頁面顏色屬性，以區別後端兩臺不同的伺服器:<body bgcolor=blue>。
3）部署測試頁面(Web2伺服器）。
測試頁面可以參考lnmp_soft/php_scripts/php-memcached-demo.tar.gz。
- [[email protected] ~]# cd lnmp_soft/php_scripts/
- [[email protected] php_scripts]# tar -xf php-memcached-demo.tar.gz
- [[email protected] php_scripts]# cd php-memcached-demo
- [[email protected] php-memcached-demo]# cp -a * /usr/local/nginx/html/
4）瀏覽器直接訪問後端伺服器的測試頁面（Web2伺服器）。
- [[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100 //填寫賬戶資訊
- [[email protected] ~]# cd /var/lib/php/session/ //檢視伺服器本地的Session資訊
- [[email protected] ~]# ls
- sess_qqek1tmel07br8f63d6v9ch401 //注意這裡的ID是隨機的
- [[email protected] ~]# cat sess_qqek1tmel07br8f63d6v9ch401
注意：可用修改index.php和home.php兩個檔案的內容，新增頁面顏色屬性，以區別後端兩臺不同的伺服器:<body bgcolor=green>。
5）瀏覽器訪問前端排程器測試（不同後端伺服器Session不一致）。
推薦使用google瀏覽器測試。
- [[email protected] ~]# google-chrome http://192.168.4.5
- //填寫註冊資訊後，重新整理，還需要再次註冊，說明兩臺計算機使用的是本地Session
- //第二臺主機並不知道你再第一臺主機已經登入，第一臺主機的登入資訊也沒有傳遞給第二臺主機
4 案例4：PHP實現session共享
4.1 問題
沿用練習三，通過修改PHP-FPM配置檔案，實現session會話共享，本案例需要在練習三的基礎上實現：
- 配置PHP使用memcached伺服器共享Session資訊
- 客戶端訪問兩臺不同的後端Web伺服器時，Session 資訊一致
4.2 方案
在練習三拓撲的基礎上，Nginx伺服器除了承擔排程器外，還需要擔任memcached資料庫的角色，並在兩臺後端LNMP伺服器上實現PHP的session會話共享。拓撲結構如圖-4所示。
圖-4
4.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：構建memcached服務
1）安裝Memcached服務（如果192.168.4.5上已經有本軟體包，此步驟可以忽略）
- [[email protected] ~]# yum -y install memcached
2）啟動服務並檢視網路連線狀態驗證是否開啟成功：
- [[email protected] ~]# systemctl restart memcached
- [[email protected] ~]# netstat -anptu | grep memcached
- tcp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* LISTEN 2839/memcached
- tcp 0 0 :::11211 :::* LISTEN 2839/memcached
- udp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* 2839/memcached
- udp 0 0 :::11211 :::* 2839/memcached
3）關閉SELinux、防火牆
- [[email protected] ~]# setenforce 0
- [[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步驟二：在後端LNMP伺服器上部署Session共享
注意：這些操作在兩臺後端Web伺服器上均需要執行，以下操作以Web1（192.168.2.100）伺服器為例。
1）為PHP新增memcache擴充套件
注意，因為後端兩臺web伺服器(web1,web2)都需要連線memcached資料庫，所以兩臺主機都需要安裝PHP擴充套件模組(下面也web1為例)。
- [[email protected] ~]# yum -y install php-pecl-memcache
2）修改PHP-FPM配置檔案，並重啟服務
注意，因為後端兩臺web伺服器(web1,web2)都需要修改配置檔案(下面也web1為例)。
- [[email protected] ~]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf //修改該配置檔案的兩個引數
- //檔案的最後2行
- 修改前效果如下:
- php_value[session.save_handler] = files
- php_value[session.save_path] = /var/lib/php/session
- //原始檔案，預設定義Sessoin會話資訊本地計算機（預設在/var/lib/php/session）
- +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
- 修改後效果如下:
- php_value[session.save_handler] = memcache
- php_value[session.save_path] = "tcp://192.168.2.5:11211"
- //定義Session資訊儲存在公共的memcached伺服器上，主機引數中為memcache（沒有d）
- //通過path引數定義公共的memcached伺服器在哪（伺服器的IP和埠）
- [[email protected] ~]# systemctl restart php-fpm
步驟三：客戶端測試
客戶端使用瀏覽器訪問兩臺不同的Web伺服器。
操作步驟與練習三一致，最終可以獲得相關的Session ID資訊。