apache基本配置管理：apache基本原理和特性和简单搭建

Posted 2020-08-30

一、web服务器apache服务的架构和工作原理：

web服务器                                                                               

 

　　在开始了解Apache前，我们先熟悉一下web服务器，因为apache也是web服务器的一种。

　　Web系统由客户端（浏览器）和服务器端两部分组成。Web系统架构也被称为B/S架构。最常见的Web服务器有Apache、IIS等，常用的浏览器有IE、Firefox、chrome等。当你想访问一个网页时，需要在浏览器的地址栏中输入该网页的URL（Uniform Resource Locator，简称为URL）地址，或者是通过超链接链接到该网页。浏览器会向该网页所在的服务器发送一个HTTP请求，服务器会对接收到的请求信息进行处理，然后将处理的结果返回给浏览器，最终将浏览器处理后的结果呈现给用户。

 

web服务器端的工作流程：

（1）客户端发送请求

　　客户端（通过浏览器）和Web服务器建立TCP连接，连接建立以后，向Web服务器发出访问请求（如get）。根据HTTP协议，该请求中包含了客户端的IP地址、浏览器的类型和请求的URL等一系列信息。

（2）服务器解析请求

　　Web服务器对请求按照HTTP协议进行解码来确定进一步的动作，设计的内容有三鼐要点：方法（GET）、文档(/sample.html)、和浏览器使用的协议（HTTP/1.1）其中方法告诉服务器应完动的动作，GET方法的含义很明显是：服务器应定位、读取文件并将它返回给客户。

Web服务器软件现在就知道了，它应该找到文件/sample.html，并使用HTTP/1.1协议将内存返回给客户。信息是经过与请求到来相同的连接发出的，所以服务器不需要定们客户或创建新的连接。

（3）读取其它信息（非必须步骤）

  　　Web服务器根据需要去读取请求的其它部分。在HTTP/1.1下，客户还应给服务器提供关于它的一些信息。元信息（metainformation）可用来描述浏览器及其能力，以使服务器能据此确定如何返回应答。

（4）完成请求的动作

　　若现在没有错误出现，WWW服务器将执行请求所要求的动作。要获取（GET）一个文档，web服务器在其文档树中搜索请求的文件（/sample.html）。这是由服务器机器上作为操作系统一部分的文件系统完成的。若文件能找到并可正常读取，则服务器将把它返回给客户。

如果成功：文件被发送出去。

　　首先，web服务器发送一个状态码及一些描述信息。既然文件已经找到，则发送状态码200，表示一切都OK ，文档随后发出，因为发送的信息是HTML文档，所以Content-type 取值为text/html。文档长为1024个字节，所以Content-type 取1024 。服务器软件的标识及文件的时间属性信息也被包含在头域中。

如果失败：返回错误指示。

　　如果请求的文件没有找到或找到但无法读取，测请求无法满足。这时将返回不同于200的状态码。最常见的问题是请求中的文件名拼写有误，所以服务器无法找到该文件。这种情况下，服务器将发送一个状态码---404 给客户。

（5）关闭文件和网络连接，结束会话。

当文件已被发邮或错误已发出后，web服务器结束整个会话。它关闭打开的的被请求文件，关闭网络端口从而结束网络连接。有关的其它工作则是由客户端来完成的，包括接收数据，并以用户可读的方式呈现出来。这些与服务器无关。

 

 

apache架构                                                                             

 

　　Apache 作为历史最悠久的web服务器，一直是web应用系统的首选，是世界上被广泛应用的web 服务器软件，它可以运行在几乎所有广泛使用的计算机平台上，由于其跨平台和安全性被广泛使用，是最流行的web服务器端软件之一，也是流行架构LAMP的重要组成部分。

　　作为世界上最流行的Web服务器，Apache遵循的同样是HTTP协议，默认端口号为80。下面来是apache 架构图。

服务器提供服务的方式

    网络服务器由于要同时为多个客户提供服务，就必须使用某种方式来支持这种多任务的服务方式。一般情况下可以有三种方式来选择，多进程方式、多线程方式及异步方式。其中，多进程方式中服务器对一个客户要使用一个进程来提供服务，由于在操作系统中，生成一个进程需要进程内存复制等额外的开销，这样在客户较多时的性能就会降低。为了克服这种生成进程的额外开销，可以使用多线程方式或异步方式。在多线程方式中，使用进程中的多个线程提供服务，由于线程的开销较小，性能就会提高。事实上，不需要任何额外开销的方式还是异步方式，它使用非阻塞的方式与每个客户通信，服务器使用一个进程进行轮询就行了。
   
   虽然异步方式最为高效，但它也有自己的缺点。因为异步方式下，多个任务之间的调度是由服务器程序自身来完成的，而且一旦一个地方出现问题则整个服务器就会出现问题。因此，向这种服务器增加功能，一方面要遵从该服务器自身特定的任务调度方式，另一方面要确保代码中没有错误存在，这就限制了服务器的功能，使得异步方式的Web 服务器的效率最高，但功能简单。例如Unix 平台上的thttpd 就是这样的一种服务器，然而由于它提供的功能少，只能是满足少部分人的需要。即便如此，thttpd 每隔一段时间还会出现一些问题，幸运的是，它出问题时从不是进入死循环，而是被操作系统杀死，这样就可以使用一个shell 循环立即重启动thttpd，从而基本不影响Web 服务。
   
   由于多线程方式使用线程进行任务调度，这样服务器的开发由于遵从标准，从而变得简单并有利于多人协作。然而多个线程位于同一个进程内，可以访问同样的内存空间，因此存在线程之间的影响，并且申请的内存必须确保申请和释放。对于服务器系统来讲，由于它要数天、数月甚至数年连续不停的运转，一点点错误就会逐渐积累而最终导致影响服务器的正常运转，因此很难编写一个高稳定性的多线程服务器程序。微软的IIS 就是使用的多线程方式，由于微软聚集了相当多优秀程序员，所以IIS 基本上还是值得信赖的，当然我也遇到过很多系统管理员，他们根据经验定期启动所管理的NT 服务器，以预防不可预料的Web 服务停止现象。
   
   多进程方式的优势就在于稳定性，因为一个进程退出的时候，操作系统会回收其占用的资源，从而使它不会留下任何垃圾。即便程序中出现错误，由于进程是相互隔离的，那么这个错误不会积累起来，而是随着这个进程的退出而得到清除。
   
   预生成进程方式的性能
   由于Apache 是采用的多进程方式提供服务，为了提高性能，Apache 采用了一种特别的方式，即预生成进程模型。分析多进程方式比其他两种方式开销大的主要原因，是对每一次客户请求，都要生成一个子进程以便进行处理，因此为了避免这种开销，可以使用预先生成的进程来提供服务，并且每个进程在提供一次服务之后也不会立即退出，而是仍然保留在系统中，等待下一次请求。
   这里就可以看出，在理想情况下，预先生成的多个进程可以全速回应相应数量的浏览器客户请求，而没有额外的性能开销，因此就完全可以和线程或异步方式相媲美。然而在实际运行当中，由于预先生成的进程毕竟要占用系统资源，如系统内存和CPU 处理能力，
   这样如果预先生成的进程超过需要，性能反而会降低。因此Apache 就采用了这样的一种策略，在系统中保持一定的空闲进程，当空闲进程较少时就自动生成，当空闲进程较多时就让一些进程退出。
   
   由于Apache 采用这样的预生成进程模型，就导致预先要生成多少进程、保留多少空闲进程、一个进程提供多少次服务等等成为与性能密切相关的问题，然而，这些设置都是与具体条件密切相关的。例如，越多的进程需要占用越多的内存，所分得的CPU 处理时间就越少，因此系统的物理内存和CPU 处理能力就决定了进程的最大数量。而Apache 提供的基本配置是为了适应大多数情况，在客户请求较少时也不占用过多资源，因此并不是最高性能的设置。而大多数Web 服务器测试的条件下，服务器的内存、CPU 处理能力都不是问题，甚至内存大到足以将所有要访问的文档都可以放在系统缓冲中，因而无须考虑磁盘处理能力，这种情况和实际应用完全不同。因此，SGI 的一位开发者通过调整设置，并使用他自己对Apache 代码的一些改动，在同一个SGI Origin 200 服务器上使用SPECweb96 进行测试，调整后的服务器可以比原始设置提高10 倍的速度，当然这是针对SPECweb96 这个测试程序进行的调整，在实际使用中不可能会有这样巨大的差别。这至少从侧面说明了测试结果并不是绝对的。
   
   此外，Apache 的另一个特点是它的功能特别丰富，而每种功能通常就需要进行特别的处理，这会影响Apache 的性能，然而对于具体的情况，却不是每种特性都是必要的，因此可以通过减少这些功能来增加性能。此外，操作系统的调整对于增强Apache 的性能也是非常重要的。如何根据服务器的实际情况调整操作系统以及Apache 的参数，这些内容在Apache 的文档中都有非常详细的描述。这些文档包含在每个Apache 安装文件中，也可以直接从它的主页得到。
   

   Apache 2.0 展望
   虽然Apache 服务器使用预生成进程的方式提高了服务器的性能，然而，程方式本身的不足仍然存在，随着访问数量的增多，进程方式比其他两种方式需要消耗更多的内存和CPU 处理能力，这就限制了单台计算机提供更大负载的能力。如果在低端计算机上想服务更多的请求的话，使用异步方式的thttpd 更为适合。例如，一台512MB 内存双CPU的Linux 服务器提供1000 个并发访问时，其负载就会变得相当高，常常会由于内存用光而无法运行程序，这种情况是由于Linux 重视物理内存，不重视交换空间的原因，如果使用同样配置的FreeBSD 作操作系统，情况会有所改变，然而此时由于需要进行内存交换，就无法达到最优性能了。
   因此，这些情况下为了支持更改的负载，完全采用进程方式就不太合适了，而应该利用线程节约资源的优点。
   然而，在即将到来的Apache 2.0 中，一切都会变得更完美，Apache 2.0 将充分考虑到进程带来的稳定性特征，以及线程带来高效率的特点。它会预生成多个进程，而每个进程中使用多个线程提供Web 服务。由于存在多个进程，即使一个进程死了也不会影响整个Web 服务。对于不支持进程的操作系统，如Windows，那么就使用多个线程提供服务，反之也是一样。然而，只有同时支持线程和进程的操作系统，才能充分利用Apache 2.0带来的稳定性和高负载能力。
   事实上当前的Apache 并不是与线程无关，Windows 版本的Apache 是使用线程的，但按照Apache 文档的说法，Windows 版本的Apache 性能并不好，主要原因是它在移植过程中是使用的Windows 的POSIX 子系统，而Windows 本身的有些特性效率更高。而在Apache2.0 中，使用了APR（Apache Portable Run-time）特性，这种特性对不同的操作系统提供了一个抽象层，以便Apache 能利用Windows 的一些非POSIX 的特性。

      Apache2.0在性能上的改善最吸引人.在支持POSIX线程的Unix系统上,Apache可以通过不同的MPM运行在一种多进程与多线程相混合的模式下,增强部分配置的可扩充性能.相比于Apache1.3,2.0版本做了大量的优化来提升处理能力和可伸缩性,并且大多数改进在默认状态下即可生效.但是在编译和运行时刻,2.0也有许多可以显著提高性能的选择.

MPM（Multi-ProcessingModules,多道处理模块）是Apache2.0中影响性能的最核心特性.
我主要来说一下prefork和worker工作模式。
      prefork的工作原理

      如果不用“——with-mpm”显式指定某种MPM,prefork就是Unix平台上缺省的MPM.它所采用的预派生子进程方式也是Apache1.3中采用的模式.prefork本身并没有使用到线程,2.0版使用它是为了与1.3版保持兼容性;另一方面,prefork用单独的子进程来处理不同的请求,进程之间是彼此独立的,这也使其成为最稳定的MPM之一.

      prefork的工作原理是,控制进程在最初建立“StartServers”个子进程后,为了满足MinSpareServers设置的需要创建一个进程,等待一秒钟,继续创建两个,再等待一秒钟,继续创建四个……如此按指数级增加创建的进程数,最多达到每秒32个,直到满足MinSpareServers设置的值为止.这就是预派生（prefork）的由来.这种模式可以不必在请求到来时再产生新的进程,从而减小了系统开销以增加性能.

      worker的工作原理

      相对于prefork,worker是2.0版中全新的支持多线程和多进程混合模型的MPM.由于使用线程来处理,所以可以处理相对海量的请求,而系统资源的开销要小于基于进程的服务器.但是,worker也使用了多进程,每个进程又生成多个线程,以获得基于进程服务器的稳定性.这种MPM的工作方式将是Apache2.0的发展趋势.

      worker的工作原理是,由主控制进程生成“StartServers”个子进程,每个子进程中包含固定的ThreadsPerChild线程数,各个线程独立地处理请求.同样,为了不在请求到来时再生成线程,MinSpareThreads和MaxSpareThreads设置了最少和最多的空闲线程数;而MaxClients设置了所有子进程中的线程总数.如果现有子进程中的线程总数不能满足负载,控制进程将派生新的子进程.

      Worker模式下所能同时处理的请求总数是由子进程总数乘以ThreadsPerChild值决定的,应该大于等于MaxClients.如果负载很大,现有的子进程数不能满足时,控制进程会派生新的子进程.默认最大的子进程总数是16,加大时也需要显式声明ServerLimit（最大值是20000）

需要注意的是,如果显式声明了ServerLimit,那么它乘以ThreadsPerChild的值必须大于等于MaxClients,而且MaxClients必须是ThreadsPerChild的整数倍,否则Apache将会自动调节到一个相应值（可能是个非期望值）.
   
   采用传统的生成子进程的方式来提供服务的Apache，适合服务比较复杂的情况，但性能没有单进程的服务器高，尤其在高负载的情况下更是如此。

   对于重负载的Apache专业服务器，可以简单的将以上SpareServers、StartServers、MaxClients四值设相同。

   Squid是单进程的服务器，处理静态页面比Apache提高一个数量级。同样，Windows平台的IIS在静态页面上的处理性能也较Apache高几倍的性能（但不如Apache稳定）。
   如有两台Apache服务器，第一个Apache服务器只提供静态内容和代理服务，可将MaxClients设置较大。第二个Apache服务器要提供消耗处理器能力的动态网页服务，要将MaxClients设置较小。

   因此，应充分利用Apache的原理特性及工作平台，合理地配置以下参数，在运行时动态调整，以使Apache达到最合理的状态：

   MaxKeepAliveRequests 100
   # 一次连接可以进行的HTTP请求的最大请求次数（比如客户一次连接中请求几十个页面）。

   MinSpareServers 5
   MaxSpareServers 10
   # Apache预先生成多个空余的子进程驻留系统中，用于处理客户请求。两个参数用于设置最小的空余子进程数量及最多的空闲子进程数量。

   StartServers 5
   # 设置httpd启动时启动的子进程数量。这个参数应设置为前两个值之间的一个数值。小于或大于前两个数值都没有意义。

   MaxClients 150
   # 服务器支持的最大并发访问的客户数。
   # 应根据服务器的物理内存及处理器动态调整。

   MaxRequestsPerChild 30
   # 每个子进程处理的服务请求次数。超过此值后，子进程副本退出，重新由原始的htttd进程中重新复制一个干净的副本，以提高系统的稳定性。
   # 对于静态页面，产生的内存垃圾少，可设置为2000，甚至更高；如服务器载入各种不同的功能模块，产生内存垃圾多，可将此值降低。
   # 对于高稳定的系统，如FreeBSD，可设成1000，或更高。

Apache服务器拥有以下特性：

• 　　支持最新的HTTP/1.1通信协议。Apache是最先使用HTTP/1.1协议的Web服务器之一，它完全兼容HTTP/1.1协议并与HTTP/1.0协议向后兼容。Apache已为新协议所提供的全部内容做好了必要的准备。

• 　　支持多计算机平台。Apache几乎可以在所有的计算机操作系统上运行，包括主流的UNIX、Linux及Windows操作系统。

• 　　拥有简单而强有力的基于文件的配置过程。配置文件简单，易操作。用户可以通过直接修改Apache的配置文件信息来修改Apache，操作起来十分方便。

• 　　支持实时监视服务器状态和定制服务器日志。Apache在记录日志和监视服务器自身运行状态方面提供了很大的灵活性，可以通过Web浏览器来监视服务器的状态，也可以根据自己的需要来定制日志。

• 　　支持多种方式的HTTP认证。

• 　　支持Web目录修改。用户可以使用特定的目录作为Web目录。

• 　　支持CGI脚本，如Perl、php等。

• 　　支持服务器端包含指令（SSI）。

• 　　支持安全Socket层（SSL）。

•  　支持FastCGI。

• 　　支持虚拟主机。即通过在一台服务器上使用不同的主机名来提供多个HTTP服务。Apache支持基于IP、主机名和端口号三种类型的虚拟主机服务。

• 　　跟踪用户会话。当用户浏览基于Apache的Web站点时，可以通过Apache的mod_usertrack模块对其进行跟踪。

• 　　支持动态共享对象。Apache的模块可在运行时动态加载，这就意味着这些模块可以被装入服务器进程空间，从而减少系统的内存开销。

• 　　支持多进程。当负载增加时，服务器会快速生成子进程来处理，从而提高系统的响应能力。

• 　　支持第三方软件开发商提供的功能模块。比如Apache加载mod_jserv模块后可以支持Java Servlet，这样就可以运行Java应用程序了。

• 　　支持多线程和多进程混合模型的MPM。 当MPM类型指定为worker时，由于是使用线程来处理，所以可以处理海量的请求，而系统资源的开销要小于基于进程的服务器。

• 支持实时监视服务器状态和定制服务器日志

• 支持通用网关接口

• 支持基于IP和基于域名的虚拟主机
  

• 集成代理服务器模块
  
  

Apache 工作模拟                                                    

 

　　Apache 2.X  支持插入式并行处理模块，称为多路处理模块（MPM）。在编译apache时必须选择也只能选择一个MPM，对类UNIX系统，有几个不同的MPM可供选择，它们会影响到apache的速度和可伸缩性。

　　Worker MPM : 使用多个子进程，每个子进程中又有多个线程。每个线程处理一个请求，该MPM通常对高流量的服务器是一个不错的选择。因为它比prefork MPM需要更少的内存且更具有伸缩性。比较适合负载均衡的场合。

　　Prefork MPM : 使用多个子进程，但每个子进程不包含多线程。每个进程只处理一个连接。在许多系统上它的速度和worker MPM一样快，但是需要更多的内存。这种无线程的设计在某些性况下优于worker MPM，因为它可在应用于不具备线程安全的第三方模块上（如 PHP3/4/5），且在不支持线程调试的平台上易于调试，另外还具有比worker MPM更高的稳定性。

二、apche服务搭建：

A：搭建方式yum 安装apache

默认没有修改apache的http.conf配置文件

实验环境，实验主机为redhat5.8，IP地址为：192.168.137.11

[[email protected] ~]# yum -y install httpd

查看软件是否已经安装


[[email protected] ~]# rpm -qa  httpd
httpd-2.2.3-63.el5

 安装完成后查看安装文件：

[[email protected] ~]rpm -ql httpd

   对应的文件做一些简单说明：
    服务脚本：/etc/rc.d/init.d/httpd
    脚本配置文件：/etc/sysconfig/httpd
    运行目录：/etc/httpd
    配置文件：
    主配置文件：/etc/httpd/conf/httpd.conf
    扩展配置：/etc/httpd/conf.d/*.conf
    监听的Socket：80/tcp，443/tcp
    文档根目录：/var/www/html
    CGI:/var/www/cgi-bin/
    默认主页：index.html

在实验之前，须确保在httpd.conf配置文件中：

        httpd服务监听的端口为80【Listen 80】

        开启DocumentRoot "/var/www/html/"

启动服务查看进程和端口状态

[[email protected] ~]# /etc/init.d/httpd start
Stopping httpd:                                            [  OK  ]
Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server‘s fully qualified domain name, using 192.168.137.11 for ServerName


[[email protected] ~]# ps -ef | grep httpd
root     11211     1  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11212 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11213 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11214 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11215 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11217 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11218 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11219 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
apache   11220 11211  0 21:56 ?        00:00:00 /usr/sbin/httpd
root     11249 10953  0 22:01 pts/3    00:00:00 grep httpd
[[email protected] ~]# netstat -tulnp | grep 80
tcp        0      0 127.0.0.1:25                0.0.0.0:*                   LISTEN      4280/sendmail       
tcp        0      0 :::80                       :::*                        LISTEN      11211/httpd         
[[email protected] ~]#

访问http://IP:80

如果想自定义内容，可以通过修改文档根目录的内容

[[email protected] html]# pwd

/var/www/html
[[email protected] html]# cat index.html
my first website1 !!
[[email protected] html]#

语法检测

[[email protected] ~]# httpd -t
httpd: Could not reliably determine the server‘s fully qualified domain name, using 192.168.137.11 for ServerName
Syntax OK
[[email protected] ~]#

重新加载配置

[[email protected] ~]# /etc/init.d/httpd reload
Reloading httpd:                                           [  OK  ]
[[email protected] ~]#

B:搭建方式rpm搭建apache

参考地址：

http://blog.tianya.cn/blogger/post_show.asp?BlogID=40003&PostID=4585547

http://www.cnblogs.com/fnng/archive/2012/11/08/2761713.html