memcached原理 部署memcached Session共享

Posted 2020-11-20

案例1：构建memcached服务
案例2：LNMP+memcached
案例3：php的本地Session信息
案例4：PHP实现session共享
1 案例1：构建memcached服务
1.1 问题

本案例要求先快速搭建好一台memcached服务器，并对memcached进行简单的增、删、改、查操作：
安装memcached软件，并启动服务
使用telnet测试memcached服务
对memcached进行增、删、改、查等操作
1.2 方案

使用1台RHEL7虚拟机作为memcached服务器（192.168.4.5）。
在RHEL7系统光盘中包含有memcached，因此需要提前配置yum源，即可直接使用yum安装，客户端测试时需要提前安装telnet远程工具。
验证时需要客户端主机安装telnet，远程memcached来验证服务器的功能：
add name 0 180 10 //变量不存在则添加
set name 0 180 10 //添加或替换变量
replace name 0 180 10 //替换
get name //读取变量
append name 0 180 10 //向变量中追加数据
delete name //删除变量
stats //查看状态
flush_all //清空所有
提示：0表示不压缩，180为数据缓存时间，10为需要存储的数据字节数量。
1.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：构建memcached服务

1）使用yum安装软件包memcached
[[email protected] ~]# yum -y install memcached
[[email protected] ~]# rpm -qa memcached
memcached-1.4.15-10.el7_3.1.x86_64
2) memcached配置文件（查看即可，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）启动服务并查看网络连接状态验证是否开启成功：
netstat命令可以查看系统中启动的端口信息，该命令常用选项如下：
-a显示所有端口的信息
-n以数字格式显示端口号
-t显示TCP连接的端口
-u显示UDP连接的端口
-l显示服务正在监听的端口信息，如httpd启动后，会一直监听80端口
-p显示监听端口的服务名称是什么（也就是程序名称）
注意：在RHEL7系统中，使用ss命令可以替代netstat，功能与选项一样。
[[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
步骤二：使用telnet访问memcached服务器

1）使用yum安装telnet
[[email protected] ~]# yum -y install telnet
2)使用telnet连接服务器测试memcached服务器功能，包括增、删、改、查等操作。
[[email protected] ~]# telnet 192.168.4.5 11211
Trying 192.168.4.5...
……
##提示：0表示不压缩，180为数据缓存时间，3为需要存储的数据字节数量。
set name 0 180 3 //定义变量，变量名称为name
plj //输入变量的值，值为plj
STORED
get name //获取变量的值
VALUE name 0 3 //输出结果
plj
END
##提示：0表示不压缩，180为数据缓存时间，3为需要存储的数据字节数量。
add myname 0 180 10 //新建，myname不存在则添加，存在则报错
set myname 0 180 10 //添加或替换变量
replace myname 0 180 10 //替换，如果myname不存在则报错
get myname //读取变量
append myname 0 180 10 //向变量中追加数据
delete myname //删除变量
stats //查看状态
flush_all //清空所有
quit //退出登录
2 案例2：LNMP+memcached
2.1 问题

沿用练习一，部署LNMP+memcached网站平台,通过PHP页面实现对memcached服务器的数据操作，实现以下目标：
部署LNMP实现PHP动态网站架构
为PHP安装memcache扩展
创建PHP页面，并编写PHP代码，实现对memcached的数据操作
2.2 方案

使用2台RHEL7虚拟机，其中一台作为memcached及LNMP服务器（192.168.4.5）、另外一台作为测试用的Linux客户机（192.168.4.100），如图-1所示。

图-1
在RHEL7系统光盘中包含有我们需要的MariaDB、PHP，我们需要使用源码安装nginx，使用RPM包安装FPM。另外如果希望使用PHP来操作memcached，注意必须要为PHP安装memcache扩展（php-pecl-memcache），否则PHP无法解析连接memcached的指令。客户端测试时需要提前安装telnet远程工具。
2.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：部署LNMP环境（如果环境中已经存在LNMP环境本步骤可以忽略）

1）使用yum安装基础依赖包
[[email protected] ~]# yum -y install gcc openssl-devel pcre-devel zlib-devel
.. ..
2）源码安装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）安装MariaDB数据库
[[email protected] ~]# yum -y install mariadb mariadb-server mariadb-devel
4）安装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配置文件
[[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;
}
步骤二：启动服务（如果所有服务已经启动，也可以忽略这一步骤）

1）启动Nginx服务
这里需要注意的是，如果服务器上已经启动了其他监听80端口的服务软件（如httpd），则需要先关闭该服务，否则会出现冲突。
[[email protected] ~]# systemctl stop httpd //如果该服务存在，则关闭该服务
[[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）启动MySQL服务
[[email protected] ~]# systemctl start mariadb
[[email protected] ~]# systemctl status mariadb
3）启动PHP-FPM服务
[[email protected] ~]# systemctl start php-fpm
[[email protected] ~]# systemctl status php-fpm
4）关闭SELinux、防火墙
[[email protected] ~]# setenforce 0
[[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步骤三：创建PHP页面，使用PHP语言测试memcached服务

1）部署测试页面
创建PHP首页文档/usr/local/nginx/html/index.php，测试页面可以参考lnmp_soft/php_scripts/mem.php：
[[email protected] ~]# vim /usr/local/nginx/html/test.php
<?php
$memcache=new Memcache; //创建memcache对象
$memcache->connect(‘localhost‘,11211) or die (‘could not connect!!‘);
$memcache->set(‘key‘,‘test‘); //定义变量
$get_values=$memcache->get(‘key‘); //获取变量值
echo $get_values;
?>
2）客户端测试（结果会失败）
客户端使用浏览器访问服务器PHP首页文档，检验对memcached的操作是否成功：
[[email protected] ~]# firefox http://192.168.4.5/test.php
注意：这里因为没有给PHP安装扩展包，默认PHP无法连接memcached数据库，需要给PHP安装扩展模块才可以连接memcached数据库。
3）为PHP添加memcache扩展
[[email protected] ~]# yum -y install php-pecl-memcache
[[email protected] ~]# systemctl restart php-fpm
4）客户端再次测试（结果会成功显示数据结果）
[[email protected] ~]# firefox http://192.168.4.5/test.php
3 案例3：PHP的本地Session信息
3.1 问题

通过Nginx调度器负载后端两台Web服务器，实现以下目标：
部署Nginx为前台调度服务器
调度算法设置为轮询
后端为两台LNMP服务器
部署测试页面，查看PHP本地的Session信息
3.2 方案

使用4台RHEL7虚拟机，其中一台作为Nginx前端调度器服务器（eth0:192.168.4.5,eth1:172.16.2.5）、两台虚拟机部署为LNMP服务器，分别为Web1服务器（192.168.2.100）和Web2服务器（192.168.2.200），另外一台作为测试用的Linux客户机（172.16.4.100），拓扑如图-2所示。

图-2
3.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：部署后端LNMP服务器相关软件

注意:以下部署LNMP服务器的操作，需要在两台后端服务器做相同的操作，下面我们以一台Web1服务器（192.168.2.100）为例，对Web2服务器执行相同操作即可。
1）使用yum安装基础依赖包
[[email protected] ~]# yum -y install gcc openssl-devel pcre-devel zlib-devel
.. ..
2）源码安装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）安装MariaDB数据库
[ro[email protected] ~]# yum -y install mariadb mariadb-server mariadb-devel
4）安装PHP（php-fpm软件包在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配置文件（修改默认首页与动静分离）
[[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;
}
步骤二：启动LNMP服务器相关的服务

1）启动Nginx服务
这里需要注意的是，如果服务器上已经启动了其他监听80端口的服务软件（如httpd），则需要先关闭该服务，否则会出现冲突。
[[email protected] ~]# systemctl stop httpd //如果该服务存在，则关闭该服务
[[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）启动MySQL服务
[[email protected] ~]# systemctl start mariadb
[[email protected] ~]# systemctl status mariadb
3）启动PHP-FPM服务
[[email protected] ~]# systemctl start php-fpm
[[email protected] ~]# systemctl status php-fpm
4）关闭SELinux、防火墙
[[email protected] ~]# setenforce 0
[[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步骤三：部署前端Nginx调度服务器

1）使用源码安装nginx软件（如果Nginx软件包已存在可以忽略此步骤）
[[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配置文件
Nginx配置文件中，通过upstream定义后端服务器地址池，默认调度策略为轮询，使用proxy_pass调用upstream定义的服务器地址池：
[[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）重新加载配置文件

[[email protected] ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
#请先确保nginx是启动状态才可以执行命令成功，否则报错,报错信息如下：
#[error] open() "/usr/local/nginx/logs/nginx.pid" failed (2: No such file or directory)
4）关闭SELinux、防火墙
[[email protected] ~]# setenforce 0
[[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步骤四：测试环境是否配置成功

1）浏览器访问测试页面验证。
[[email protected] ~]# curl http://192.168.4.5/index.html //查看是否有数据
步骤五：部署测试页面

1）部署测试页面(Web1服务器）。
测试页面可以参考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）浏览器直接访问后端服务器的测试页面（Web1服务器）。
[[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100 //填写账户信息
[[email protected] ~]# cd /var/lib/php/session/ //查看服务器本地的Session信息
[[email protected] ~]# ls
sess_ahilcq9bguot0vqsjtd84k7244 //注意这里的ID是随机的
[[email protected] ~]# cat sess_ahilcq9bguot0vqsjtd84k7244
注意：可用修改index.php和home.php两个文件的内容，添加页面颜色属性，以区别后端两台不同的服务器:<body bgcolor=blue>。
3）部署测试页面(Web2服务器）。
测试页面可以参考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）浏览器直接访问后端服务器的测试页面（Web2服务器）。
[[email protected] ~]# firefox http://192.168.2.100 //填写账户信息
[[email protected] ~]# cd /var/lib/php/session/ //查看服务器本地的Session信息
[[email protected] ~]# ls
sess_qqek1tmel07br8f63d6v9ch401 //注意这里的ID是随机的
[[email protected] ~]# cat sess_qqek1tmel07br8f63d6v9ch401
注意：可用修改index.php和home.php两个文件的内容，添加页面颜色属性，以区别后端两台不同的服务器:<body bgcolor=green>。
5）浏览器访问前端调度器测试（不同后端服务器Session不一致）。
推荐使用google浏览器测试。
[[email protected] ~]# google-chrome http://192.168.4.5
//填写注册信息后，刷新，还需要再次注册，说明两台计算机使用的是本地Session
//第二台主机并不知道你再第一台主机已经登录，第一台主机的登录信息也没有传递给第二台主机
4 案例4：PHP实现session共享
4.1 问题

沿用练习三，通过修改PHP-FPM配置文件，实现session会话共享，本案例需要在练习三的基础上实现：
配置PHP使用memcached服务器共享Session信息
客户端访问两台不同的后端Web服务器时，Session 信息一致
4.2 方案

在练习三拓扑的基础上，Nginx服务器除了承担调度器外，还需要担任memcached数据库的角色，并在两台后端LNMP服务器上实现PHP的session会话共享。拓扑结构如图-4所示。

图-4
4.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：构建memcached服务

1）安装Memcached服务（如果192.168.4.5上已经有本软件包，此步骤可以忽略）
[[email protected] ~]# yum -y install memcached
2）启动服务并查看网络连接状态验证是否开启成功：
[[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）关闭SELinux、防火墙
[[email protected] ~]# setenforce 0
[[email protected] ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
步骤二：在后端LNMP服务器上部署Session共享

注意：这些操作在两台后端Web服务器上均需要执行，以下操作以Web1（192.168.2.100）服务器为例。
1）为PHP添加memcache扩展
注意，因为后端两台web服务器(web1,web2)都需要连接memcached数据库，所以两台主机都需要安装PHP扩展模块(下面也web为例)。
[[email protected] ~]# yum -y install php-pecl-memcache
2）修改PHP-FPM配置文件，并重启服务
注意，因为后端两台web服务器(web1,web2)都需要修改配置文件(下面也web为例)。
[[email protected] ~]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf //修改该配置文件的两个参数
//文件的最后2行
修改前效果如下:
php_value[session.save_handler] = files
php_value[session.save_path] = /var/lib/php/session
//原始文件，默认定义Sessoin会话信息本地计算机（默认在/var/lib/php/session）
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
修改后效果如下:
php_value[session.save_handler] = memcache
php_value[session.save_path] = "tcp://192.168.2.5:11211"
//定义Session信息存储在公共的memcached服务器上，主机参数中为memcache（没有d）
//通过path参数定义公共的memcached服务器在哪（服务器的IP和端口）
[[email protected] ~]# systemctl restart php-fpm
步骤三：客户端测试

客户端使用浏览器访问两台不同的Web服务器。
操作步骤与练习三一致，最终可以获得相关的Session ID信息。