Docker con Apache httpd y Tomcat

Apache como Frontend de Tomcat

Usar Apache server como frontend agrega mejoras como son:

Alta disponibilidad mediante la realización de equilibrios de carga entre varios servidores tomcat.
Procesamiento rápido y entrega de contenido estático.
Mejoras de seguridad.
Funciones adicionales a través de módulos Apache.

En este ejemplo vamos a tener un contenedor docker para conectar 2 servidores Tomcat con dos war corriendo cada uno a un Apache httpd.

Proyecto

Primero tenemos que tener instalado Docker, puedes encontrar las instrucciones de instalación desde el sitio oficial. También necesitamos instalar Docker Compose .

Repositorio

https://github.com/rigobertocanseco/docker-apache-httpd-tomcat

Directorio

El proyecto se encuentra organizado de la siguiente manera

├── docker-compose.yml
├── .env
├── .dockerignore
├── .gitignore
├── httpd
│    ├── certs
│    │   ├── localhost.crt
│    │   ├── localhost.key
│    │   ├── rootCA.crt
│    │   └── rootCA.key
│    ├── 000-default.conf
│    ├── apache2.conf
│    ├── Dockerfile
│    ├── jk.conf
│    └── worker.properties
├── tomcat1
│    ├── Dockerfile
│    ├── sample.war
│    └── server.xml
└── tomcat2
     ├── Dockerfile
     ├── sample.war
     └── server.xml

docker-compose.yml: Aquí tenemos la configuración para nuestro contenedor Docker
env: Nuestras variables de entorno para nuestro contenedor
.dockerignore: Archivos a ignorar
.ignore: Archivos a ignorar
httpd: Directorio con la configuración para el contenedor con Apache httpd
certs: Directorio con los certificados SSL
- Certificado del servidor(localhost.crt) y llave privada(localhost.key).
- Certificado CA y llave privada (rootCA.crt y rootCA.key).
tomcat1: Directorio con la configuración para el contenedor con Apache Tomcat
tomcat2: Directorio con la configuración para el contenedor con Apache Tomcat

Configuración del servidor Apache

Dockerfile

Vamos a revisar las partes principales del archivo:

Creamos un contenedor con una imagen de ubuntu

FROM ubuntu:latest

Definimos nuestras variables de entorno

ENV DEBIAN_FRONTEND="noninteractive"
ENV SITE_NAME rigobertocanseco.dev
ENV URL_SECURE https://${SITE_NAME}:8443/

# Certificates of demo
ENV APACHE_SSL_CERT_CA rootCA.crt
ENV APACHE_SSL_CERT localhost.crt
ENV APACHE_SSL_PRIVATE localhost.key

# Certificates of prod
#ENV APACHE_SSL_CERT_CA ca_bundle.crt
#ENV APACHE_SSL_CERT certificate.crt
#ENV APACHE_SSL_PRIVATE private.key

Instalamos Apache con el comando apt es responsable de la administración de paquetes y, por lo tanto, de la instalación.

RUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends apache2 libapache2-mod-jk

Agregamos los archivos para configurar Apache

ADD apache2.conf /etc/apache2/apache2.conf
ADD 000-default.conf /etc/apache2/sites-enabled/000-default.conf
ADD worker.properties /etc/libapache2-mod-jk/workers.properties
ADD jk.conf /etc/apache2/mods-available/jk.conf

Copiamos nuestros certificados SSL al contenedor

COPY certs/${APACHE_SSL_CERT_CA} /etc/ssl/certs/${APACHE_SSL_CERT_CA}
COPY certs/${APACHE_SSL_CERT} /etc/ssl/certs/${APACHE_SSL_CERT}
COPY certs/${APACHE_SSL_PRIVATE} /etc/ssl/private/${APACHE_SSL_PRIVATE}

Habilitamos los módulos de Apache que vamos a usar, para obtener más información consulte la documentación del módulo Apache mod_http2.

# Modules to apache
RUN a2enmod proxy \
&& a2enmod ssl \
&& a2enmod proxy_ajp \
&& a2enmod rewrite

# Mod Proxy(mod_proxy)
#&& a2enmod proxy_http \
#&& a2enmod proxy_fcgi \
#&& a2enmod proxy_balancer \
#&& a2enmod lbmethod_byrequests \
#&& a2enmod headers

Por último creamos un volumen con el directorio de logs de apache, exponemos el puerto 80 y 443 para el puerto normal y puerto seguro, respectivamente. Y el último comando a ejecutar es para poner en escucha el nuevo servicio HTTP de Apache.

VOLUME ["/var/log/apache2"]
EXPOSE 80 443
CMD ["apachectl", "-k", "start", "-DFOREGROUND"]

000-default.conf

Vamos a ver las partes principales del archivo, aquí se encuentra la documentación de las directivas de configuración de apache.

Configuramos el servidor web apache httpd, se redireccionan las peticiones al puerto seguro 443

<VirtualHost *:80>
...
        # Redirect to port secure
        #Redirect / ${URL_SECURE}
        RewriteEngine on
        ReWriteCond %{SERVER_PORT} !^443$
        RewriteRule ^/(.*) https://%{HTTP_HOST}/$1 [NC,R,L]
...
</VirtualHost>

Se configura el puerto 443 como puerto seguro, se indican el Certificado SSL, la llave privada y el certificado de CA (Introducción a SSL) así como directivas de configuración disponibles en el módulo mod_ssl

<IfModule mod_ssl.c>
    <VirtualHost *:443>
...
        SSLCertificateFile      /etc/ssl/certs/${APACHE_SSL_CERT}
        SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/${APACHE_SSL_PRIVATE}
        SSLCACertificatePath /etc/ssl/certs/

        SSLEngine on
        SSLProxyEngine On
        SSLProxyVerify none
        SSLProxyCheckPeerCN Off
        SSLProxyCheckPeerName Off
        SSLProxyCheckPeerExpire Off
        ProxyPreserveHost Off
        ProxyRequests Off
...		
    </VirtualHost>
</IfModule>

Se indica el contexto de un worker de Tomcat, donde sample es un contexto para el worker loadbalancer, y status para el worker status. La documentación de JK Connector se encuentra aquí, y la documentación de los workes la puedes encontrar aquí.

<IfModule mod_ssl.c>
    <VirtualHost *:443>
        ...
        
                jkMount /sample  loadbalancer
                JkMount /sample/* loadbalancer
        
                JkMount /status   status
                JkMount /status/*   status
        
                #<Location /server-status>
                #    SetHandler server-status
                #    Order Deny,Allow
                #    Allow from all
                #</Location>
        
                #Location /balancer-manager>
                #    SetHandler balancer-manager
                #    Order Deny,Allow
                #    Allow from all
                #</Location>
                #Header add Set-Cookie "ROUTEID=.%{BALANCER_WORKER_ROUTE}e; path=/" env=BALANCER_ROUTE_CHANGED
        
                #<Proxy balancer://tomcat-cluster>
                #    BalancerMember ajp://tomcat1:9090 route=tomcat1_1  retry=0
                #    BalancerMember ajp://tomcat2:9091 route=tomcat1_2  retry=0
                #    BalancerMember ajp://tomcat1:9090 route=tomcat2_1  retry=0
                #    BalancerMember ajp://tomcat2:9091 route=tomcat2_2  retry=0
                #</Proxy>
        
                #ProxyPass           /sample   balancer://tomcat-cluster/sample  stickysession=JSESSIONID│jsessionid scolonpathdelim=On
                #ProxyPassReverse    /sample   balancer://tomcat-cluster/sample
    </VirtualHost>
</IfModule>

apache2.conf

El archivo apache2.conf contiene la configuración para el Apache httpd por default(Ver documentación).

jk.config

El archivo jk.config contiene la configuración para el módulo JK Connector. El conector JK es un componente de servidor web que se utiliza para integrar de forma "invisible" Tomcat con un servidor web como Apache. La comunicación entre el servidor web y Tomcat se realiza a través del protocolo JK (también conocido como protocolo AJP).

JkLogLevel info
JkOptions +ForwardKeySize +ForwardURICompat -ForwardDirectories
JkRequestLogFormat "%w %V %T"

worker.properties

El archivo worker.properties contiene la configuración para Tomcat worker. Un worker es una instancia de Tomcat que está esperando para ejecutar servlets o cualquier otro contenido en nombre de algún servidor web. En este archivo es donde vamos a configurar la conexión de nuestras instancias Tomcat con Apache httpd por medio de AJP(Ver documentación).

Definimos dos workers loadbalancer y status, el primero va a ser nuestro balanceador de cargar y el segundo lo usaremos para ver el status de nuestro loadbalancer. El loadbalancer se encuentra de la siguiente manera:
- Tomcat1: 2 workers, tomcat1_1 por puerto 9090 y tomcat1_2 por puerto 9091,
- Tomcat2: 2 workers, tomcat2_1 por puerto 9090 y tomcat2_2 por puerto 9091

Los 4 workers están configurados con sticky_session, usan los puertos 9090 y 9091 que configuramos para AJP13. Ver la documentación del connector mod_jk.

#
#------ worker list ------------------------------------------
#---------------------------------------------------------------------
#
#
# The workers that your plugins should create and work with
#
ps=/
worker.list=loadbalancer,status
#
#
#
#------ DEFAULT LOAD BALANCER WORKER DEFINITION ----------------------
#---------------------------------------------------------------------
#

#
# The loadbalancer (type lb) workers perform wighted round-robin
# load balancing with sticky sessions.
# Note:
#  ----&amp;gt; If a worker dies, the load balancer will check its state
#        once in a while. Until then all work is redirected to peer
#        workers.
worker.loadbalancer.type=lb
worker.loadbalancer.balance_workers=tomcat1_1,tomcat1_2,tomcat2_1,tomcat2_2
worker.loadbalancer.sticky_session=True
worker.status.type=status

#
#------ ajp13_worker WORKER DEFINITION ------------------------------
#---------------------------------------------------------------------
#

#
# Defining a worker named ajp13_worker and of type ajp13
# Note that the name and the type do not have to match.
#
worker.tomcat1_1.port=9090
worker.tomcat1_1.host=host.tomcat1
worker.tomcat1_1.type=ajp13
worker.tomcat1_1.connection_pool_timeout=600
worker.tomcat1_1.route=tomcat1_1
#worker.tomcat1_1.socket_keepalive=1

worker.tomcat1_2.port=9091
worker.tomcat1_2.host=host.tomcat1
worker.tomcat1_2.type=ajp13
worker.tomcat1_2.connection_pool_timeout=600
worker.tomcat1_2.route=tomcat1_2
#worker.tomcat1_2.socket_keepalive=1


worker.tomcat2_1.port=9090
worker.tomcat2_1.host=host.tomcat2
worker.tomcat2_1.type=ajp13
worker.tomcat2_1.connection_pool_timeout=600
worker.tomcat2_1.route=tomcat2_1
#worker.tomcat2_1.socket_keepalive=1

worker.tomcat2_2.port=9091
worker.tomcat2_2.host=host.tomcat2
worker.tomcat2_2.type=ajp13
worker.tomcat2_2.connection_pool_timeout=600
worker.tomcat2_2.route=tomcat2_2
#worker.tomcat2_2.socket_keepalive=1

Configuración del contenedor con Tomcat1 y Tomcat2

Dockerfile

Vamos a revisar las partes del archivo Dockerfile:

Se crea una imagen de tomcat 9.0,
Copiamos el archivo server.xml y el sample.war en app1 y app2.
Por último exponemos los puertos 9090 y 9091.

FROM tomcat:9.0

COPY server.xml /usr/local/tomcat/conf/

# add context to /usr/local/tomcat/webapps
COPY sample.war /usr/local/tomcat/app1/sample.war
COPY sample.war /usr/local/tomcat/app2/sample.war

EXPOSE 9090 9091

sample.war

Aquí colocamos un war que va a servir como ejemplo para deployar.

server.xml

En el archivo server.xml se encuentra la configuración para el servidor Tomcat, en este caso solo nos interesa revisar lo siguiente:

En <Service name="Catalina1"> se encuentra la un tomcat que corre por el puerto 8080, dentro encontramos <Connector protocol="AJP/1.3" ... port="9090" .../>, <Engine name="Catalina" defaultHost="host.tomcat1" jvmRouter="tomcat1_1"> y <Host name="host.tomcat1" appBase="app1" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
En <Service name="Catalina2"> se encuentra la un tomcat que corre por el puerto 8081, dentro encontramos <Connector protocol="AJP/1.3" ... port="9091" .../>, <Engine name="Catalina" defaultHost="host.tomcat1" jvmRouter="tomcat1_2"> y <Host name="host.tomcat1" appBase="app2" unpackWARs="true" autoDeploy="true">

En el servidor Tomcat tenemos 2 servicios Catalina1 y Catalina2 que corren por el puerto 8080(puerto para AJP 9090) y 8081(puerto para AJP 9091), respectivamente. Cada servicio se identifica con un nombre para jvmRouter, tomcat1_1 y tomcat1_2, estos nombres están ligados con worker.tomcat1_1.route=tomcat1_1 y worker.tomcat1_2.route=tomcat1_2 de worker.properties.

El Hostname para este Tomcat es host.tomcat1 que también se encuentran en worker.tomcat1_1.host=host.tomcat1 y worker.tomcat1_2.host=host.tomcat1

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
...
    <Service name="Catalina1">
...

    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000"/>
...
    <!-- Define an AJP 1.3 Connector on port 8009 -->
    <Connector protocol="AJP/1.3"
               URIEncoding="UTF-8" enableLookups="false"
               address="0.0.0.0" port="9090" connectionTimeout="20000"
               maxConnections="256" keepAliveTimeout="30000"
               redirectPort="8443" secretRequired="false" />
    
    <Engine name="Catalina" defaultHost="host.tomcat1" jvmRouter="tomcat1_1">
...
      <Host name="host.tomcat1"  appBase="app1" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
...
      </Host>
    </Engine>
  </Service>

  <Service name="Catalina2">
...
        <Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000"/>
...
        <!-- Define an AJP 1.3 Connector on port 8009 -->
        <Connector protocol="AJP/1.3"
                   URIEncoding="UTF-8" enableLookups="false"
                   address="0.0.0.0" port="9091" connectionTimeout="20000"
                   maxConnections="256" keepAliveTimeout="30000"
                   redirectPort="8443" secretRequired="false" />
...
        <Engine name="Catalina" defaultHost="host.tomcat1" jvmRouter="tomcat1_2">
...
            <Host name="host.tomcat1" appBase="app2" unpackWARs="true" autoDeploy="true">

...
            </Host>
        </Engine>
    </Service>

</Server>

Configuración de docker compose

.env

Aquí declaramos 2 variables de entorno para los puertos que vamos a utilizar

HOST_HTTP_PORT=8080
HOST_HTTPS_PORT=8443

docker-compose.yml

Tenemos configurado 2 servidores Tomcat y el servidor Apache httpd en un Docker Compose (Documentación).

Asignamos un volumen para el directorio log
Tenemos asignado el puerto 8080 para el puerto 80 de Apache y el puerto 8443 para el puerto seguro 443.
Ligamos los dos servicios Tomcat tomcat1 y tomcat2 al contenedor de Apache httpd con los hostnames host.tomcat1 y host.tomcat2.

version: '2'
services:
  tomcat1:
    build: tomcat1/.
  tomcat2:
    build: tomcat2/.
  httpd:
    volumes:
      - ./logs:/var/log/apache2
    ports:
      - "${HOST_HTTP_PORT}:80"
      - "${HOST_HTTPS_PORT}:443"
    build: httpd/.
    links:
      - tomcat1:host.tomcat1
      - tomcat2:host.tomcat2

Ejecutar servicios

Los comandos de compilación y ejecución de Docker deben ejecutarse desde la raíz del directorio del proyecto después de clonar este repositorio.

$ docker-compose build
$ docker-compose up -d
$ docker-compose ps

Usando el comando docker-compose ps deberíamos poder ver el nuevo contenedor en la lista, como se indica a continuación.

                  Name                                Command               State                      Ports                   
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
docker-apache-httpd-tomcat-ssl_httpd_1     apachectl -k start -DFOREG ...   Up      0.0.0.0:8443->443/tcp, 0.0.0.0:8080->80/tcp
docker-apache-httpd-tomcat-ssl_tomcat1_1   catalina.sh run                  Up      8080/tcp, 9090/tcp, 9091/tcp               
docker-apache-httpd-tomcat-ssl_tomcat2_1   catalina.sh run                  Up      8080/tcp, 9090/tcp, 9091/tcp

Editamos el hostname de nuestra máquina. En linux editamos el archivo /etc/hosts agregamos lo siguiente. 127.0.0.1 demo.com

A partir de este momento es posible acceder a https://demo.com:8443/sample/ y para ver el balanceador de carga https://demo.com:8443/status/

Links

Tomcat Clustering - A Step By Step Guide
Comparing mod_proxy and mod_jk
Tomcat clustering
mod_jk, mod_proxy and mod_proxy_ajp
APACHE HTTP SERVER CONNECTORS AND LOAD BALANCING GUIDE

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 6 Commits
httpd		httpd
tomcat1		tomcat1
tomcat2		tomcat2
.dockerignore		.dockerignore
.env		.env
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
docker-compose.yml		docker-compose.yml

rigomortiz/docker-apache-httpd-tomcat

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worker.properties

Configuración del contenedor con Tomcat1 y Tomcat2

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