第2章 GeoServer安装与配置
2.1 系统需求和环境准备
2.1.1 硬件要求
GeoServer作为一个Java Web应用，对硬件的要求取决于预期的负载和数据规模。以下是不同规模部署的建议配置：
开发和测试环境：
- CPU：双核处理器
- 内存：4GB RAM
- 硬盘：20GB可用空间
- 网络：100Mbps网络连接
小型生产环境：
- CPU：四核处理器
- 内存：8-16GB RAM
- 硬盘：100GB SSD存储
- 网络：1Gbps网络连接
大型生产环境：
- CPU：8核或以上处理器
- 内存：32GB或以上RAM
- 硬盘：SSD阵列，根据数据量配置
- 网络：10Gbps网络连接或负载均衡
需要注意的是，GeoServer的性能瓶颈通常在于：
- 内存：地图渲染和要素查询都需要较多内存
- I/O：频繁的数据读取对存储性能有要求
- CPU：复杂的样式渲染和空间查询消耗CPU资源
2.1.2 操作系统支持
GeoServer是跨平台的Java应用，支持以下操作系统：
Linux（推荐）：
- Ubuntu Server 18.04/20.04/22.04 LTS
- CentOS 7/8、Rocky Linux 8/9
- Debian 10/11
- Red Hat Enterprise Linux 7/8/9
Windows：
- Windows Server 2016/2019/2022
- Windows 10/11（开发环境）
macOS：
- macOS 10.14及以上（主要用于开发）
在生产环境中，强烈推荐使用Linux操作系统，原因包括：
- 更好的稳定性和安全性
- 更低的资源占用
- 更成熟的运维工具链
- 大多数GeoServer部署都在Linux上运行
2.1.3 软件依赖
GeoServer的核心依赖是Java运行环境。不同版本的GeoServer对Java版本有不同要求：
| GeoServer版本 | 支持的Java版本 |
|---|---|
| 2.26.x及以上 | Java 11, 17, 21 |
| 2.24.x-2.25.x | Java 11, 17 |
| 2.20.x-2.23.x | Java 11, 17 |
| 2.15.x-2.19.x | Java 8, 11 |
| 2.9.x-2.14.x | Java 8 |
推荐配置：
- 使用最新的LTS版本GeoServer
- 使用Java 17或Java 21
- 选择OpenJDK或Eclipse Temurin（原AdoptOpenJDK）
2.1.4 网络要求
GeoServer需要以下网络配置：
- 默认HTTP端口：8080（可配置）
- 防火墙：允许外部访问GeoServer端口
- DNS：如果需要域名访问，配置相应的DNS记录
- 反向代理：生产环境建议通过Nginx或Apache进行反向代理
2.2 Java运行环境配置
2.2.1 在Ubuntu/Debian上安装Java
# 更新软件包列表
sudo apt update
# 安装OpenJDK 17
sudo apt install openjdk-17-jdk
# 验证安装
java -version
# 输出示例：
# openjdk version "17.0.8" 2023-07-18
# OpenJDK Runtime Environment (build 17.0.8+7-Ubuntu-122.04)
# OpenJDK 64-Bit Server VM (build 17.0.8+7-Ubuntu-122.04, mixed mode, sharing)
如果需要安装多个Java版本，可以使用update-alternatives管理：
# 列出已安装的Java版本
sudo update-alternatives --list java
# 切换默认Java版本
sudo update-alternatives --config java
2.2.2 在CentOS/RHEL上安装Java
# 使用yum安装OpenJDK 17
sudo yum install java-17-openjdk java-17-openjdk-devel
# 或使用dnf（CentOS 8/RHEL 8及以上）
sudo dnf install java-17-openjdk java-17-openjdk-devel
# 验证安装
java -version
2.2.3 在Windows上安装Java
- 访问Eclipse Temurin下载页面：https://adoptium.net/
- 下载适合您系统的JDK 17安装程序
- 运行安装程序，按照向导完成安装
- 配置环境变量：
- 添加JAVA_HOME指向JDK安装目录
- 将%JAVA_HOME%\bin添加到PATH
验证安装：
java -version
echo %JAVA_HOME%
2.2.4 配置JAVA_HOME
无论使用哪种操作系统，建议配置JAVA_HOME环境变量：
Linux（添加到~/.bashrc或/etc/profile）：
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-amd64
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
Windows（系统属性 > 环境变量）：
JAVA_HOME=C:\Program Files\Eclipse Adoptium\jdk-17.0.8+7
Path=%JAVA_HOME%\bin;...其他路径...
2.3 GeoServer的下载与安装
2.3.1 下载方式
GeoServer提供多种下载形式，适合不同的部署场景：
平台无关包（推荐）：
- Web Archive（WAR）：用于部署到现有的Servlet容器
- Binary（ZIP/tar.gz）：独立运行包，内置Jetty服务器
平台特定包：
- Windows Installer：Windows安装程序
- Docker镜像：容器化部署
下载地址：https://geoserver.org/download/
选择建议：
- 快速试用和开发：使用Binary包
- 生产部署：使用WAR包部署到Tomcat
- 容器化环境：使用Docker镜像
2.3.2 使用Binary包安装（独立模式）
Binary包是最简单的安装方式，适合快速试用和开发环境。
下载和解压：
# 下载GeoServer（以2.24.x版本为例）
wget https://sourceforge.net/projects/geoserver/files/GeoServer/2.24.0/geoserver-2.24.0-bin.zip
# 解压到指定目录
unzip geoserver-2.24.0-bin.zip -d /opt/
mv /opt/geoserver-2.24.0 /opt/geoserver
# 设置权限
sudo chown -R $USER:$USER /opt/geoserver
启动GeoServer：
cd /opt/geoserver/bin
# Linux/macOS
./startup.sh
# Windows
startup.bat
停止GeoServer：
# Linux/macOS
./shutdown.sh
# Windows
shutdown.bat
启动成功后，可以通过浏览器访问：http://localhost:8080/geoserver
2.3.3 使用WAR包部署到Tomcat
在生产环境中，推荐将GeoServer部署到专业的Servlet容器如Apache Tomcat。
安装Tomcat：
# Ubuntu/Debian
sudo apt install tomcat9
# CentOS/RHEL
sudo yum install tomcat
# 或手动安装
wget https://dlcdn.apache.org/tomcat/tomcat-9/v9.0.80/bin/apache-tomcat-9.0.80.tar.gz
tar xzf apache-tomcat-9.0.80.tar.gz -C /opt/
mv /opt/apache-tomcat-9.0.80 /opt/tomcat
部署GeoServer WAR：
# 下载WAR包
wget https://sourceforge.net/projects/geoserver/files/GeoServer/2.24.0/geoserver-2.24.0-war.zip
# 解压
unzip geoserver-2.24.0-war.zip
# 部署到Tomcat
cp geoserver.war /opt/tomcat/webapps/
# 启动Tomcat
/opt/tomcat/bin/startup.sh
Tomcat会自动解压WAR文件并启动GeoServer应用。
2.3.4 使用Docker部署
Docker是现代化部署的推荐方式，提供了环境隔离和便捷的版本管理。
基本部署：
# 拉取官方镜像
docker pull docker.osgeo.org/geoserver:2.24.0
# 运行容器
docker run -d \
--name geoserver \
-p 8080:8080 \
-v /data/geoserver_data:/opt/geoserver_data \
docker.osgeo.org/geoserver:2.24.0
使用Docker Compose：
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
geoserver:
image: docker.osgeo.org/geoserver:2.24.0
container_name: geoserver
ports:
- "8080:8080"
volumes:
- geoserver_data:/opt/geoserver_data
environment:
- GEOSERVER_ADMIN_USER=admin
- GEOSERVER_ADMIN_PASSWORD=geoserver
restart: unless-stopped
volumes:
geoserver_data:
启动服务：
docker-compose up -d
2.3.5 配置为系统服务
在生产环境中，应将GeoServer配置为系统服务，实现开机自启动和服务管理。
使用systemd（Linux）：
创建服务文件 /etc/systemd/system/geoserver.service：
[Unit]
Description=GeoServer
After=network.target
[Service]
Type=simple
User=geoserver
Group=geoserver
Environment="JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-amd64"
Environment="GEOSERVER_HOME=/opt/geoserver"
Environment="GEOSERVER_DATA_DIR=/opt/geoserver_data"
ExecStart=/opt/geoserver/bin/startup.sh
ExecStop=/opt/geoserver/bin/shutdown.sh
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target
启用服务：
# 重新加载systemd配置
sudo systemctl daemon-reload
# 启用开机自启
sudo systemctl enable geoserver
# 启动服务
sudo systemctl start geoserver
# 查看状态
sudo systemctl status geoserver
2.4 Web应用服务器部署
2.4.1 Apache Tomcat配置
当使用Tomcat部署GeoServer时，需要进行一些优化配置。
配置server.xml：
<!-- 调整连接器配置 -->
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
maxThreads="200"
minSpareThreads="25"
URIEncoding="UTF-8" />
配置context.xml：
<Context>
<!-- 禁用会话持久化 -->
<Manager pathname="" />
</Context>
配置JVM参数：
创建或编辑 /opt/tomcat/bin/setenv.sh：
#!/bin/bash
export JAVA_OPTS="-Xms2g -Xmx4g -XX:+UseG1GC"
export CATALINA_OPTS="-DGEOSERVER_DATA_DIR=/opt/geoserver_data"
2.4.2 Nginx反向代理配置
在生产环境中，建议使用Nginx作为前端反向代理：
# /etc/nginx/sites-available/geoserver
server {
listen 80;
server_name geoserver.example.com;
# 重定向到HTTPS
return 301 https://$server_name$request_uri;
}
server {
listen 443 ssl http2;
server_name geoserver.example.com;
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/geoserver.example.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/geoserver.example.com/privkey.pem;
location / {
proxy_pass http://localhost:8080/geoserver/;
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;
# 增加超时时间（某些操作可能较慢）
proxy_read_timeout 300;
proxy_connect_timeout 300;
proxy_send_timeout 300;
}
}
启用配置：
sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/geoserver /etc/nginx/sites-enabled/
sudo nginx -t
sudo systemctl reload nginx
2.4.3 配置GeoServer代理基础URL
当使用反向代理时，需要在GeoServer中配置正确的代理基础URL，以确保生成的服务URL正确。
- 登录GeoServer管理界面
- 进入”全局设置”（Global）
- 找到”代理基础URL”（Proxy Base URL）
- 设置为外部访问URL，如：https://geoserver.example.com/geoserver
2.5 GeoServer目录结构
2.5.1 安装目录结构
Binary包解压后的目录结构：
geoserver/
├── bin/ # 启动脚本
│ ├── startup.sh # Linux/macOS启动脚本
│ ├── startup.bat # Windows启动脚本
│ ├── shutdown.sh # Linux/macOS停止脚本
│ └── shutdown.bat # Windows停止脚本
├── data_dir/ # 默认数据目录
├── etc/ # 配置文件
├── lib/ # 依赖库
├── logs/ # 日志文件
├── modules/ # 模块
├── resources/ # 资源文件
├── webapps/ # Web应用
│ └── geoserver/ # GeoServer应用
└── start.jar # Jetty启动器
2.5.2 数据目录结构
数据目录是GeoServer最重要的目录，包含所有配置和数据：
data_dir/
├── global.xml # 全局配置
├── logging.xml # 日志配置
├── wms.xml # WMS服务配置
├── wfs.xml # WFS服务配置
├── wcs.xml # WCS服务配置
├── security/ # 安全配置
│ ├── masterpw.info # 主密码信息
│ ├── users.xml # 用户定义
│ ├── roles.xml # 角色定义
│ ├── layers.properties # 图层访问规则
│ └── services.properties # 服务访问规则
├── workspaces/ # 工作区配置
│ └── workspace_name/ # 单个工作区
│ ├── namespace.xml # 命名空间配置
│ ├── workspace.xml # 工作区配置
│ └── store_name/ # 数据存储
│ ├── datastore.xml
│ └── featuretype/
├── styles/ # 样式文件
│ ├── style_name.sld # SLD样式文件
│ └── style_name.xml # 样式配置
├── layergroups/ # 图层组配置
├── gwc/ # GeoWebCache配置
│ └── geowebcache.xml # 瓦片缓存配置
├── gwc-layers/ # 缓存图层配置
├── palettes/ # 调色板文件
├── plugIns/ # 插件目录
├── user_projections/ # 自定义投影定义
│ └── epsg.properties
├── logs/ # 日志文件
└── temp/ # 临时文件
2.5.3 配置数据目录位置
可以通过环境变量或系统属性指定数据目录位置：
环境变量方式：
export GEOSERVER_DATA_DIR=/opt/geoserver_data
Java系统属性方式：
java -DGEOSERVER_DATA_DIR=/opt/geoserver_data -jar start.jar
Tomcat配置方式： 在setenv.sh中设置：
export CATALINA_OPTS="-DGEOSERVER_DATA_DIR=/opt/geoserver_data"
将数据目录与安装目录分离的好处：
- 升级GeoServer时保留配置
- 便于备份和迁移
- 可以将数据目录放在高性能存储上
2.6 基本配置详解
2.6.1 全局配置
在GeoServer管理界面的”全局设置”中，可以配置以下重要选项：
服务器设置：
- 管理员名称和密码
- 代理基础URL（用于反向代理）
- 日志配置文件位置
- 日志级别
JAI设置（Java高级成像）：
- 内存容量：建议设置为系统内存的1/4
- 瓦片线程数：根据CPU核心数设置
- 瓦片优先级：根据应用场景调整
GeoWebCache设置：
- 启用/禁用内置瓦片缓存
- 缓存目录位置
- 缓存参数
2.6.2 服务配置
每种OGC服务都有独立的配置页面：
WMS配置：
- 输出格式限制
- 最大渲染内存
- 最大渲染时间
- 水印设置
WFS配置：
- 服务级别（Basic、Transactional、Complete）
- 最大要素数量
- 输出格式
WCS配置：
- 最大输入/输出内存
- 覆盖范围限制
2.6.3 日志配置
GeoServer使用Log4j进行日志管理，日志级别可在管理界面中配置：
| 日志级别 | 说明 | 适用场景 |
|---|---|---|
| PRODUCTION_LOGGING | 仅记录警告和错误 | 生产环境 |
| GEOSERVER_DEVELOPER_LOGGING | 详细的GeoServer日志 | 调试GeoServer问题 |
| GEOTOOLS_DEVELOPER_LOGGING | 详细的GeoTools日志 | 调试数据读取问题 |
| VERBOSE_LOGGING | 非常详细的日志 | 深度调试 |
自定义日志配置：
创建logging.xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<logging>
<level>PRODUCTION_LOGGING.properties</level>
<location>logs/geoserver.log</location>
<stdOutLogging>true</stdOutLogging>
</logging>
2.6.4 联系信息配置
配置正确的联系信息是OGC服务的标准要求：
- 进入”联系信息”页面
- 填写以下信息：
- 联系人姓名
- 组织名称
- 职位
- 联系方式（电话、传真、电子邮件）
- 地址信息
这些信息会出现在服务的GetCapabilities响应中。
2.7 首次启动与验证
2.7.1 启动GeoServer
根据安装方式选择启动命令：
# Binary包方式
cd /opt/geoserver/bin
./startup.sh
# Tomcat方式
/opt/tomcat/bin/startup.sh
# Docker方式
docker start geoserver
# systemd方式
sudo systemctl start geoserver
2.7.2 访问管理界面
打开浏览器，访问：http://localhost:8080/geoserver
首页显示GeoServer的基本信息，包括版本、服务状态等。
2.7.3 登录管理界面
点击右上角的”登录”链接，使用默认凭据：
- 用户名：admin
- 密码：geoserver
重要：首次登录后务必修改默认密码！
修改密码步骤：
- 登录后点击”用户”或进入”安全” > “用户、组、角色”
- 编辑admin用户
- 设置新的强密码
2.7.4 验证服务状态
检查WMS服务：
访问GetCapabilities：
http://localhost:8080/geoserver/wms?service=WMS&version=1.1.1&request=GetCapabilities
检查WFS服务：
http://localhost:8080/geoserver/wfs?service=WFS&version=2.0.0&request=GetCapabilities
使用图层预览：
- 在管理界面点击”图层预览”
- 选择任意内置图层
- 点击”OpenLayers”查看地图预览
2.7.5 常见启动问题排查
端口冲突：
错误信息：Address already in use: bind
解决方案：检查8080端口是否被占用，使用netstat -tlnp | grep 8080
Java版本不兼容：
错误信息：Unsupported class file major version
解决方案：确认Java版本与GeoServer版本兼容
内存不足：
错误信息：OutOfMemoryError
解决方案：增加JVM堆内存大小，设置-Xmx参数
权限问题：
错误信息：Permission denied
解决方案：检查数据目录和日志目录的权限
2.7.6 健康检查
可以通过REST API进行健康检查：
# 检查系统状态
curl -u admin:geoserver http://localhost:8080/geoserver/rest/about/status.json
# 检查版本信息
curl -u admin:geoserver http://localhost:8080/geoserver/rest/about/version.json
本章小结
本章详细介绍了GeoServer的安装和配置过程，包括：
- 系统需求分析和环境准备
- Java运行环境的安装和配置
- GeoServer的多种安装方式（Binary包、WAR包、Docker）
- Web应用服务器的配置和反向代理设置
- GeoServer目录结构的详细说明
- 基本配置项的解释和设置方法
- 首次启动和服务验证
正确的安装和配置是GeoServer稳定运行的基础。在生产环境中，建议：
- 使用专用的服务器用户运行GeoServer
- 将数据目录与安装目录分离
- 配置反向代理和HTTPS
- 定期备份数据目录
在下一章中，我们将学习如何管理和发布地理数据，包括创建工作区、配置数据存储和发布图层。
思考与练习
- 在您的开发环境中安装GeoServer，使用Binary包方式进行快速部署。
- 尝试将GeoServer部署到Tomcat，对比与独立模式的区别。
- 配置Nginx反向代理，实现通过域名访问GeoServer。
- 分析GeoServer数据目录的结构，理解各配置文件的作用。
- 修改默认管理员密码，并尝试创建一个新的管理员用户。
- 调整JVM参数，观察对GeoServer性能的影响。