Tomcat(134) 如何在Tomcat中解决SSL会话缓存问题

在Tomcat中，SSL会话缓存问题可能会影响SSL握手的效率和整体性能。以下是详细的故障排除和优化步骤，包括代码示例，帮助你解决Tomcat的SSL会话缓存问题。

1. 启用并配置SSL

首先，确保Tomcat已正确配置SSL。以下是基本的SSL配置示例：

1.1 配置server.xml

在server.xml中配置SSL：

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150" 
           SSLEnabled="true" 
           scheme="https" 
           secure="true" 
           clientAuth="false" 
           sslProtocol="TLS" 
           keystoreFile="conf/keystore.jks" 
           keystorePass="changeit" 
           sessionCacheSize="20000" 
           sessionTimeout="300"/>

• port: SSL连接使用的端口，例如8443。
• protocol: 使用的协议，例如org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol。
• SSLEnabled: 启用SSL。
• keystoreFile: 密钥库文件的位置。
• keystorePass: 密钥库密码。
• sessionCacheSize: SSL会话缓存的大小，例如20000。
• sessionTimeout: SSL会话的超时时间（秒），例如300。

2. 调整SSL会话缓存设定

SSL会话缓存的设定对于性能优化非常重要。以下是几个关键参数：

2.1 配置SSL会话缓存大小和超时

在server.xml中的Connector配置中调整sessionCacheSize和sessionTimeout：

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150" 
           SSLEnabled="true" 
           scheme="https" 
           secure="true" 
           clientAuth="false" 
           sslProtocol="TLS" 
           keystoreFile="conf/keystore.jks" 
           keystorePass="changeit"
           sessionCacheSize="50000" 
           sessionTimeout="600"/>

• sessionCacheSize: 设置SSL会话缓存的大小，例如50000。
• sessionTimeout: 设置SSL会话的超时时间（秒），例如600。

3. 检查并验证SSL会话缓存是否工作

通过日志和工具验证SSL会话缓存的工作情况。

3.1 启用详细的SSL日志

在Tomcat的logging.properties文件中启用详细的SSL日志：

# Add this line to enable detailed SSL logging
org.apache.tomcat.util.net.SSLHostConfig.level = FINE

3.2 使用OpenSSL工具进行测试

使用OpenSSL工具可以测试SSL会话重用：

# Initial connection
openssl s_client -connect localhost:8443 -reconnect

# Subsequent connections to test session reuse
openssl s_client -connect localhost:8443 -reconnect

在输出中检查Reused, TLS session ticket:字段，以验证SSL会话是否被重用。

4. 优化JVM和系统设置

确保JVM和系统设置支持高效的SSL会话管理。

4.1 调整JVM设置

在启动脚本中增加JVM参数，优化SSL性能：

export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom"

• -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom: 使用更快的随机数生成器。

4.2 调整系统参数

编辑/etc/sysctl.conf文件，增加以下内容以优化网络参数：

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

应用更改：

sysctl -p

5. 分析和监控SSL性能

使用监控工具和日志分析来持续监控和优化SSL会话缓存。

5.1 使用JVisualVM和JConsole

使用JVisualVM和JConsole监控Tomcat的SSL性能：

jvisualvm

5.2 分析Tomcat日志

检查Tomcat日志文件中的SSL相关信息：

tail -f $CATALINA_HOME/logs/catalina.out

5.3 使用第三方监控工具

使用Prometheus和Grafana等工具监控和可视化SSL性能指标。

6. 优化连接器配置

确保连接器配置优化以支持高并发和高性能的SSL连接。

6.1 调整连接器参数

在server.xml中调整连接器参数：

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="300"
           minSpareThreads="50"
           acceptCount="100"
           enableLookups="false"
           disableUploadTimeout="true"
           connectionTimeout="20000"
           maxKeepAliveRequests="100"
           SSLEnabled="true"
           scheme="https"
           secure="true"
           clientAuth="false"
           sslProtocol="TLS"
           keystoreFile="conf/keystore.jks"
           keystorePass="changeit"
           sessionCacheSize="50000"
           sessionTimeout="600"/>

• maxThreads: 设置最大线程数，例如300。
• minSpareThreads: 设置最小空闲线程数，例如50。
• acceptCount: 设置等待队列的最大请求数，例如100。
• maxKeepAliveRequests: 设置每个连接的最大请求数，例如100。

7. 使用反向代理和负载均衡

配置反向代理和负载均衡以分担请求负载，有助于缓解SSL会话缓存的压力。

7.1 Nginx反向代理配置示例

http {
    upstream tomcat_servers {
        server 192.168.0.101:8443;
        server 192.168.0.102:8443;
    }

    server {
        listen 443 ssl;

        ssl_certificate /path/to/your/certificate.crt;
        ssl_certificate_key /path/to/your/private.key;

        location / {
            proxy_pass https://tomcat_servers;
            proxy_ssl_session_reuse on;
            proxy_connect_timeout 60s;
            proxy_send_timeout 60s;
            proxy_read_timeout 60s;
            send_timeout 60s;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        }
    }
}

• proxy_ssl_session_reuse on;: 启用SSL会话重用。

总结

通过调整Tomcat连接器的SSL配置、启用详细的SSL日志、使用工具测试SSL会话缓存、优化JVM和系统设置、监控和分析SSL性能、优化连接器参数和使用反向代理等措施，可以有效解决Tomcat中的SSL会话缓存问题。上述步骤和代码示例提供了详细的故障排除方法，帮助你在实际应用中识别和解决SSL会话缓存相关问题。