ajp 定向包协议二进制代替文本提高性能简介

AJP协议是定向包（面向包）协议，采用二进制形式代替文本形式，以提高性能。Web Server一般维持和Web Container的多个TCP Connecions，即TCP连接池，多个request/respons循环重用同一个Connection。但是当Connection被分配（Assigned）到某个请求时，该请求完成之前，其他请求不得使用该连接。

Tomcat服务器通过Connector连接器组件与客户程序建立连接，Connector组件负责接收客户的请求，以及把Tomcat服务器的响应结果发送给客户。默认情况下，Tomcat在server.xml中配置了两种连接器：

　　<!-- Define a non-SSL Coyote HTTP/1.1Connector on port 8080 --><Connector port="8080"maxThreads="150"minSpareThreads="25"maxSpareThreads="75"enableLookups="false"redirectPort="8443"acceptCount="100"debug="0"connectionTimeout="20000"disableUploadTimeout="true" /><!-- Define a Coyote/JK2 AJP 1.3Connector on port 8009 --><Connector port="8009"enableLookups="false"redirectPort="8443" debug="0"protocol="AJP/1.3" />

第一个连接器监听8080端口，负责建立HTTP连接。

一般Tomcat默认的SSL端口号是8443，但是对于SSL标准端口号是443，这样在访问网页的时候，直接使用https而不需要输入端口号就可以访问，如https://ip/
想要修改端口号，需要修改Tomcat的server.xml文件：

1.non-SSL HTTP/1.1 Connector定义的地方，一般如下：

  <Connector port="80" maxHttpHeaderSize="8192" maxThreads="500" minSpareThreads="25" maxSpareThreads="75" enableLookups="false" redirectPort="443" acceptCount="100" connectionTimeout="20000" disableUploadTimeout="true" />

将其中的redirectPort端口号改为：443

2.SSL HTTP/1.1 Connector定义的地方，修改端口号为：443，如下：

<Connector     port="443" maxHttpHeaderSize="8192" maxThreads="150" minSpareThreads="25" maxSpareThreads="75" enableLookups="false" disableUploadTimeout="true" acceptCount="100" scheme="https" secure="true" clientAuth="false" sslProtocol="TLS" keystoreFile="conf/tomcat.keystore" keystorePass="123456" />

3.AJP 1.3 Connector定义的地方，修改redirectPort为443，如下：

   <Connector port="8009" enableLookups="false" redirectPort="443" protocol="AJP/1.3" />

重新启动Tomcat就可以了。到这一步可以形成访问方式 https://ip/

4、强制https访问

在tomcat\conf\web.xml中的</welcome-file-list>后面加上这样一段：

<login-config>  <!-- Authorization setting for SSL -->  <auth-method>CLIENT-CERT</auth-method>  <realm-name>Client Cert Users-only Area</realm-name>
</login-config>
<security-constraint>  <!-- Authorization setting for SSL -->  <web-resource-collection >  <web-resource-name >SSL</web-resource-name>  <url-pattern>/*</url-pattern>  </web-resource-collection>  <user-data-constraint>  <transport-guarantee>CONFIDENTIAL</transport-guarantee>  </user-data-constraint>
</security-constraint>

注意：（如果对方使用的机器端口被占用）

需要切换端口来转换数据：

iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 80 -j REDIRECT --to-port 8080

AJP(Apache JServ Protocol)是定向包协议。因为性能原因，使用二进制格式来传输可读性文本。WEB服务器通过TCP连接和SERVLET容器连接。

Tcp Connection 具有两种状态：

(1). Idle

没有请求正使用该连接。

(2). Assigned

当前连接正在处理某个请求.

数据类型:

AJP协议中包括四种数据类型：Byte, Boolean, Integer andString.

Byte: 一个字节

Boolean：一个字节，1 = true, 0 = false。

Integer：两个字节，无符号整数，高位字节在前。

String:可变字符串，最大长度为2^16. 字符串的前而会有二个字节（Integer型）表示字符串的长度，-1表示null。字符串后面会跟上终结符”\0”，而且字符串长度不包括这个终结符。

AJP的包结构,图表1：

包方向	0	1	2	3	4…(n+3)
Server->Container	0x12	0x34	数据长度(n)		数据(payload)
Container->Server	A	B	数据长度(n)		数据(payload)

图表1

可以看出，从apache发向tomcat包都带有0x1234头，而从tomcat发向apache的包都带有AB(ascii码)头，随后二字节代表数据的长度（不包括前四个字节）.所认AJP包的最大长度可以接近2^16，但目前的版本支持的最大包长度为2^13，即8K。

再看数据部分(payload),除Server->Container的请求体包外，其他包的数据部分的首字节为其消息类型(code)，如下表（描述部分是原文，译成中文本人认为更难理解，英文表义比中文是好一些）:

方向	code	包类型	描述
Server->Container	2	Forward Request	Begin the request-processing cycle with the following data。
	7	Shutdown	The web server asks the container to shut itself down
	8	Ping	The web server asks the container to take control (secure login phase).
	10	Cping	The web server asks the container to respond quickly with a CPong
	none	Data	Size (2 bytes) and corresponding body data.
Container->Server	3	Send Body Chunk	Send a chunk of the body from the servlet container to the web server
	4	Send Headers	Send the response headers from the servlet container to the web server
	5	End Response	Marks the end of the response
	6	Get Body Chunk	Get further data from the request if it hasn't all been transferred yet
	9	CPong Reply	The reply to a CPing request

Forward Request包数据部分（payload）结构：

AJP13_FORWARD_REQUEST :=

prefix_code (byte) 0x02 = JK_AJP13_FORWARD_REQUEST

method (byte)

protocol (string)

req_uri (string)

remote_addr (string)

remote_host (string)

server_name (string)

server_port (integer)

is_ssl (boolean)

num_headers (integer)

request_headers *(req_header_name req_header_value)

attributes *(attribut_name attribute_value)

request_terminator (byte) OxFF

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

req_header_name :=

sc_req_header_name | (string) [see below for how this is parsed]

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

sc_req_header_name := 0xA0xx (integer)

req_header_value := (string)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

attribute_name := sc_a_name | (sc_a_req_attribute string)

attribute_value := (string)

(1) prefix_code 所有的Forward Request包都是0x02.

(2) Method: 一个字节，对方法的编码，其对应如下（只列了部分）：

Command Name	code	POST	4
OPTIONS	1	PUT	5
GET	2	DELETE	6
HEAD	3	TRACE	7

(参考：http://tomcat.apache.org/connectors-doc/ajp/ajpv13a.html)

(3) protocol, req_uri, remote_addr, remote_host, server_name, server_port, is_ssl: 每个请求包都有这几个字段，格式都是长度＋字符串值+\0结束符。

(4) num_headers: 请求头的个数，两个字节。

(5) request_headers:

请求头名称分化为两类，一类请求头被转换为0xA0xx格式（如下表所示），其他请求头仍然用原字符串编码。

请求头	Code 值	Code 名称
accept	0xA001	SC_REQ_ACCEPT
accept-charset	0xA002	SC_REQ_ACCEPT_CHARSET
accept-encoding	0xA003	SC_REQ_ACCEPT_ENCODING
accept-language	0xA004	SC_REQ_ACCEPT_LANGUAGE
authorization	0xA005	SC_REQ_AUTHORIZATION
connection	0xA006	SC_REQ_CONNECTION
content-type	0xA007	SC_REQ_CONTENT_TYPE
content-length	0xA008	SC_REQ_CONTENT_LENGTH
cookie	0xA009	SC_REQ_COOKIE
cookie2	0xA00A	SC_REQ_COOKIE2
host	0xA00B	SC_REQ_HOST 0xA00C
pragma	0xA00C	SC_REQ_PRAGMA
referer	0xA00D	SC_REQ_REFERER
user-agent	0xA00E	SC_REQ_USER_AGENT

(6) Java代码读取头两个字节的整数型，如果高位字节为”0xA0” ，则第二字节为上在列表的索引。如果高位字节不是”0xA0”，则这两个字节为随后请求头名称的长度。

(7) Attributes：很少用，直接看tomcat文档吧。

(8) request_terminator: 一个字节0xFF,请求结束符。

响应包数据部分(payload)结构:

AJP13_SEND_HEADERS :=

prefix_code 4

http_status_code (integer)

http_status_msg (string)

num_headers (integer)

response_headers *(res_header_name header_value)

res_header_name :=

sc_res_header_name | (string) [see below for how this is parsed]

sc_res_header_name := 0xA0 (byte)

header_value := (string)

AJP13_SEND_BODY_CHUNK :=

prefix_code 3

chunk_length (integer)

chunk *(byte)

AJP13_END_RESPONSE :=

prefix_code 5

reuse (boolean)

AJP13_GET_BODY_CHUNK :=

prefix_code 6

requested_length (integer)

1. response_headers: 和请求头一样，一类响应头被转换为0xA0xx格式（如下表所示），其他响应头名称采用原字符串编码。

请求头	Code 值	Code 名称
Content-Type	0xA001	SC_RESP_CONTENT_TYPE
Content-Language	0xA002	SC_RESP_CONTENT_LANGUAGE
Content-Length	0xA003	SC_RESP_CONTENT_LENGTH
Date	0xA004	SC_RESP_DATE
Last-Modified	0xA005	SC_RESP_LAST_MODIFIED
Location	0xA006	SC_RESP_LOCATION
Set-Cookie	0xA007	SC_RESP_SET_COOKIE
Set-Cookie2	0xA008	SC_RESP_SET_COOKIE2
Servlet-Engine	0xA009	SC_RESP_SERVLET_ENGINE
Status	0xA00A	SC_RESP_STATUS
WWW-Authenticate	0xA00B	SC_RESP_WWW_AUTHENTICATE

2. reuse: 如果为1,表示该连接可以被子重用，否则这个连接应该关闭。

下面我们来看一个简单AJP请求过程中抓到的请求包：

http://localhost/test/testCluster.jsp请求：

1，2字节是上文所说的Server->Container包头，3，4字节表示包长度(0x01b0=432),即从第5个字节到最后的一个字节（ff）的长度。第5个字节（02）代表是”Forward Request”包。

第6个字节(02)代表是Get请求。第7，8字节(0x0008)代表protocol字符串的长度，后8个字节为protocol字符串(HTTP/1.1),第9个字节为protocol字符串的终结符“\0”。

18-41字节代表req_uri字符串(0x15+2+1=24个)。

42-53字节代表remote_addr字符串(0x09+2+1=12个)

54-55 两字节(0xffff=-1)代表null字符串,即remote_host不存在。

56-67两字节代表server_name字符串(0x09+2+1=12个)

68-69两字节(0x0050=80)代表server_port

70字节(0x00)代表is_ssl为false

71-72两字节(0x0009)代表该请求有9个请求头,如图中的前9个红色椭圆.

第10个红色椭圆(0x06)代表Attributes的route.

第11个红椭圆之后，代表AJP_REMOTE_PORT与JK_LB_ACTIVATION两个请求属性.

最后一个字节0xFF表示请求结束。

响应头数据包：

和请示头比较类似，不再细描述。其中第5个字节0x04代表”Send Headers”响应。

并且没有终结符字节0xFF.

响应正文数据包:

响应结束End Response:

其中最后一个字节(01)，代表当前连接仍然可用。

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