注册中心--参考文档

注册中心

什么是注册中心

我们要搞清楚这个问题，咋们得从一个实际的场景中去学习，我们以购物场景为例来说明，在购物和场景中，总共涉及到三个角色，消费者，商店，商场。

在这个场景中，我们以画图来解决

为什么要使用注册中心

图解析

优点

1、解耦

服务消费者个服务提供者解耦，各自变化，不互相影响

2、扩展

服务消费者和服务提供者增加和删除新的服务，对于双方没有任何影响

3、中介者设计模式

这是一种多对多关系的典范

注册中心类型

zookeeper

一个被广泛使用的分布式的高性能服务

consul

一个发现和配置服务的工具，提供API注册和发现服务，为了确保操作性，consul会执行健康检查

etcd

一个高可用，分布式的，一致性key-value结构，用于共享配置信息和服务发现K8s使用了etcd

eureka

这个注册中心已经闭源了，建议不要使用了

在微服务中如何使用consul

什么是Consul

Consul是一个用来实现分布式系统的服务发现与配置的开源工具。是由go语言开发。他主要由多个组成部分：

• 服务发现：客户端通过Consul提供服务，类似于API,MySQL,或者其他客户端可以使用Consul发现服务的提供者。使用类似DNS或者HTTP，应用程序和可以很轻松的发现他们依赖的服务。

• 检查健康：Consul客户端可以提供与给定服务相关的健康检查（Web服务器返回200 ok）或者本地节点（“内存利用率低于90%”）。这些信息可以监控集群的运行情况，并且使访问远离不健康的主机组件。

• 键值对存储：应用程序可以使用Cousul的层级键值对。

• 多数据中心：Consul有开箱及用的多数据中心。

Consul 的角色

client: 客户端, 无状态, 将 HTTP 和 DNS 接口请求转发给局域网内的服务端集群. server: 服务端, 保存配置信息, 高可用集群, 在局域网内与本地客户端通讯, 通过广域网与其他数据中心通讯. 每个数据中心的 server 数量推荐为 3 个或是 5 个.

agent

组成 consul 集群的每个成员上都要运行一个 agent，可以通过 consul agent 命令来启动。agent 可以运行在 server 状态或者 client 状态。自然的，运行在 server 状态的节点被称为 server 节点；运行在 client 状态的节点被称为 client 节点。

client 节点

负责转发所有的 RPC 到 server 节点。本身无状态，且轻量级，因此，可以部署大量的 client 节点。

server 节点

负责组成 cluster 的复杂工作（选举、状态维护、转发请求到 lead），以及 consul 提供的服务（响应 RCP 请求）。考虑到容错和收敛，一般部署 3 ~ 5 个比较合适。

Consul内幕

术语

• 代理(agent)：代理是Consul集群上每个成员的守护进程，它是由consul agent开始运行。代理能够以客户端或服务器模式运行。由于所有节点都必须运行代理，所以将节点引用为客户端或服务器更为简单，但还有其他实例的代理。所有代理可以运行DNS或HTTP接口，并负责运行检查和保持服务同步。

• 客户端：客户端可以将所有RPC请求转发到服务器的代理。客户端是相对无状态的。客户端执行的唯一后台活动是LANgossip池。它消耗最小的资源开销和少量的网络带宽。

• 服务器端：服务器端是具有扩展的功能的代理，它主要参与维护集群状态，响应RPC查询，与其他数据中心交换WAN gossip ，以及向上级或远程数据中心转发查询。

• 数据中心：虽然数据中心的定义似乎很明显，但仍有一些细微的细节必须考虑。我们将一个数据中心定义为一个私有、低延迟和高带宽的网络环境。这不包括通过公共互联网的通信，但是为了我们的目的，单个EC2区域内的多个可用区域将被视为单个数据中心的一部分

• Gossip：consul是建立在serf之上的，它提供了一个完整的gossip协议，用在很多地方。Serf提供了成员，故障检测和事件广播。Gossip的节点到节点之间的通信使用了UDP协议。

• LAN Gossip：指在同一局域网或数据中心的节点上的LAN Gossip池。

• WAN Gossip：指包含服务器的WAN Gossip池，这些服务器在不同的数据中心，通过网络进行通信。

• 一致性协议采用 Raft 算法,用来保证服务的高可用.

• 成员管理和消息广播 采用GOSSIP协议，支持ACL访问控制。

ACL技术在路由器中被广泛采用，它是一种基于包过滤的流控制技术。控制列表通过把源地址、目的地址及端口号作为数据包检查的基本元素，并可以规定符合条件的数据包是否允许通过。

gossip就是p2p协议。他主要要做的事情是，去中心化。

这个协议就是模拟人类中传播谣言的行为而来。首先要传播谣言就要有种子节点。种子节点每秒都会随机向其他节点发送自己所拥有的节点列表，以及需要传播的消息。任何新加入的节点，就在这种传播方式下很快地被全网所知道。

Consul运行流程图

结合图进行讲解，请看图

Consul微服务中实践(如何注册，发现)

Consul如何注册，发现服务？

步骤

1、Consul下载地址

官网地址: https://www.consul.io/

下载地址: https://releases.hashicorp.com/consul/1.7.2/ 或 https://www.consul.io/downloads.html

2、服务端启动

1.1 开发模式启动命令：

consul.exe agent -dev

 Version ：consul版本

Node ID : consul当前启动节点编号(guid)

Node Name:节点名称(默认为电脑名称)

Datacenter：数据中心

Server:启动是服务端模式，否则就为客户端模式

Client Addr:客户端连接地址，支持http,https,gRPC,DNS。默认我们使用HTTP方式

Cluster Addr:集群地址，就是Server模式下 启动方式

Encrypt:安全

1.2 生产模式启动命令：

consul agent -server -bootstrap-expect 1  -data-dir d:/consul/data 

1.2.1 会出现错误：提示

主要原因：服务端模式启动的时候，默认绑定的地址是0.0.0.0.希望绑定默认的ip地址

consul agent -server -bind=127.0.0.1  -bootstrap-expect  1  -data-dir d:/consul/data 

1.3 客户端模式启动

直接使用net程序来进行启动

1.4 总结：

consul启动重要参数-bind需要是私有ip地址，默认其实就是0.0.0.0。当遇到问题的时候一定要先从环境差异性或根源上原因，如果根源上找不到知道问题，可以采用试探法解决问题。

consul有三种模式运行，client, server,dev。

注意：dev模式运行是不会持久化数据，也就重启之后保存的配置信息会丢失。

下面配上consul启动参数简单说明：

agent 　　 Consul的核心命令，主要作用有维护成员信息、运行状态检测、声明服务以及处理请求等 -server　　 就是代表server模式 -ui 　　 代表开启web 控制台 -bootstrap-expect 代表想要创建的集群数目，官方建议3或者5 -data-dir 数据存储目录 -node 代表当前node的名称 -client 应该是一个客户端服务注册的地址，可以和当前server的一致也可以是其他主机地址，系统默认是127.0.0.1 -bind 集群通讯地址

 

运行cosnul agent以server模式： ​ -server ： 定义agent运行在server模式 ​ -bootstrap-expect ：在一个datacenter中期望提供的server节点数目，当该值提供的时候，consul一直等到达到指定sever数目的时候才会引导整个集群，该标记不能和bootstrap共用 ​ -bind：该地址用来在集群内部的通讯，集群内的所有节点到地址都必须是可达的，默认是0.0.0.0 ​ -node：节点在集群中的名称，在一个集群中必须是唯一的，默认是该节点的主机名 ​ -ui-dir： 提供存放web ui资源的路径，该目录必须是可读的 ​ -rejoin：使consul忽略先前的离开，在再次启动后仍旧尝试加入集群中。 ​ -config-dir：配置文件目录，里面所有以.json结尾的文件都会被加载 ​ -client：consul服务侦听地址，这个地址提供HTTP、DNS、RPC等服务，默认是127.0.0.1所以不对外提供服务，如果你要对外提供服务改成0.0.0.0

2、先下载consul包

aspnetcore nuget中进行下载

3、然后微服务提供者进行注册，代码如下

        // 1、创建consul客户端连接
            var consulClient = new ConsulClient(configuration =>
            {
                //1.1 建立客户端和服务端连接
                configuration.Address = new Uri("http://127.0.0.1:8500");
            });
        // 2、获取服务内部地址
​
        // 3、创建consul服务注册对象
        var registration = new AgentServiceRegistration()
        {
            ID =  Guid.NewGuid().ToString(),//服务编号，摘要:初始化System.Guid 结构的新实例。返回结果：一个新的GUID对象
            Name = "teamservice",　　　　　　 //服务名称
            Address = "http://localhos",    //服务地址
            Port = "5001",　　　　　　　　　　 //端口
            Tags = new string[],            
            Check = new AgentServiceCheck  //健康检查
            {
                // 3.1、consul健康检查超时间
                Timeout = TimeSpan.FromSeconds(10),
                // 3.2、服务停止5秒后注销服务
                DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(5),
                // 3.3、consul健康检查地址
                HTTP = serviceNode.HealthCheckAddress,
                // 3.4 consul健康检查间隔时间
                Interval = TimeSpan.FromSeconds(10),
            }
        };
​
        // 4、注册服务
        consulClient.Agent.ServiceRegister(registration).Wait();

4、最后微服务发现者进行获取,服务发现代码如下

       // 1、创建consul客户端连接
            var consulClient = new ConsulClient(configuration =>
            {
                //1.1 建立客户端和服务端连接
                configuration.Address = new Uri("http://127.0.0.1:8500");
            });
       // 2、consul查询服务,根据具体的服务名称查询
        var queryResult = await consulClient.Catalog.Service("teamservice");
​
        // 3、将服务进行拼接
        var list = new List<ServiceUrl>();
        foreach (var service in queryResult.Response)
        {
            list.Add(new ServiceUrl { Url = service.ServiceAddress + ":" + service.ServicePort });
        }

Consul如何做心跳检测？

步骤

1、使用AgentServiceCheck来实现，代码配置如下

new AgentServiceCheck
            {
                // 3.1、consul健康检查超时间
                Timeout = TimeSpan.FromSeconds(10),
                // 3.2、服务停止5秒后注销服务
                DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(5),
                // 3.3、consul健康检查地址
                HTTP = serviceNode.HealthCheckAddress,
                // 3.4 consul健康检查间隔时间
                Interval = TimeSpan.FromSeconds(10),
            }   
​
​

如何封装Consul？

步骤

1、首先根据服务角色，将服务抽象为提供者和发现者

2、然后使用ioc容器进行条件准备，使用app构建器进行服务注册

Consul如何搭建集群？

参数解释

命令行参数

-bind：为该节点绑定一个地址
-enable-script-checks=true：设置检查服务为可用
-join：加入到已有的集群中
-server 表示当前使用的server模式
-node：指定当前节点在集群中的名称 
-config-file - 要加载的配置文件
-config-dir：指定配置文件，定义服务的，默认所有以.json结尾的文件都会读
-datacenter: 数据中心没名称，不设置的话默认为dc
-client: 客户端模式
-ui: 使用consul自带的ui界面 
-data-dir consul存储数据的目录
-bootstrap：用来控制一个server是否在bootstrap模式，在一个datacenter中只能有一个server处于bootstrap模式，当一个server处于bootstrap模式时，可以自己选举为raft leader。
-bootstrap-expect：在一个datacenter中期望提供的server节点数目，当该值提供的时候，consul一直等到达到指定sever数目的时候才会引导整个集群，该标记不能和bootstrap公用
​
这两个参数十分重要， 二选一，如果两个参数不使用的话，会出现就算你使用join将agent加入了集群仍然会报 
2018/10/14 15:40:00 [ERR] agent: failed to sync remote state: No cluster leader

配置文件参数

ui: 相当于-ui 命令行标志。
acl_token：agent会使用这个token和consul server进行请求
acl_ttl：控制TTL的cache，默认是30s
addresses：一个嵌套对象，可以设置以下key：dns、http、rpc
advertise_addr：等同于-advertise
bootstrap：等同于-bootstrap
bootstrap_expect：等同于-bootstrap-expect
bind_addr：等同于-bindca_file：提供CA文件路径，用来检查客户端或者服务端的链接
cert_file：必须和key_file一起
check_update_interval：
client_addr：等同于-client
datacenter：等同于-dc
data_dir：等同于-data-dir
disable_anonymous_signature：在进行更新检查时禁止匿名签名
enable_debug：开启debug模式
enable_syslog：等同于-syslog
encrypt：等同于-encrypt
key_file：提供私钥的路径
leave_on_terminate：默认是false，如果为true，当agent收到一个TERM信号的时候，它会发送leave信息到集群中的其他节点上。
log_level：等同于-log-level node_name:等同于-node 
ports：这是一个嵌套对象，可以设置以下key：dns(dns地址：8600)、http(http api地址：8500)、rpc(rpc:8400)、serf_lan(lan port:8301)、serf_wan(wan port:8302)、server(server rpc:8300) 
protocol：等同于-protocol
rejoin_after_leave：等同于-rejoin
retry_join：等同于-retry-join
retry_interval：等同于-retry-interval 
server：等同于-server
syslog_facility：当enable_syslog被提供后，该参数控制哪个级别的信息被发送，默认Local0
ui_dir：等同于-ui-dir

集群搭建(单机)

因为没有资源,只能在一台机器上装伪集群,如果是三台服务器来做的话, 不需要写json配置文件,直接用命令行启动就可以

# 创建节点数据目录$ mkdir -pv /data/app/consul/{node1,node2,node3} 
mkdir: created directory ‘/data/app/consul/node1’mkdir: created directory ‘/data/app/consul/node2’mkdir: created directory ‘/data/app/consul/node3’

节点1配置

$ vim /data/app/consul/node1/basic.json
{  "datacenter": "dc1",  "data_dir": "/data/app/consul/node1",  "log_level": "INFO",  "server": true,  "node_name": "node1",  "ui": true,  "bind_addr": "10.208.1.10",  "client_addr": "10.208.1.10",  "advertise_addr": "10.208.1.10",  "bootstrap_expect": 3,  "ports":{    "http": 8500,    "dns": 8600,    "server": 8300,    "serf_lan": 8301,    "serf_wan": 8302
    }
}

$ nohup /usr/bin/consul agent -config-file=/data/app/consul/node1/basic.json > /data/app/consul/node1/consul.log 2>&1 &

$ tail -100f /data/app/consul/node1/consul.log

节点2配置

$ vim /data/app/consul/node2/basic.json
{  "datacenter": "dc1",  "data_dir": "/data/app/consul/node2",  "log_level": "INFO",  "server": true,  "node_name": "node2",  "bind_addr": "10.208.1.10",  "client_addr": "10.208.1.10",  "advertise_addr": "10.208.1.10",  "ports":{    "http": 8510,    "dns": 8610,    "server": 8310,    "serf_lan": 8311,    "serf_wan": 8312
    }
}

$ nohup /usr/bin/consul agent -config-file=/data/app/consul/node2/basic.json  -retry-join=10.208.1.10:8301 > /data/app/consul/node2/consul.log 2>&1 &

$ tail -100f /data/app/consul/node2/consul.log

节点3配置

$ vim /data/app/consul/node3/basic.json
{  "datacenter": "dc1",  "data_dir": "/data/app/consul/node3",  "log_level": "INFO",  "server": true,  "node_name": "node3",  "bind_addr": "10.208.1.10",  "client_addr": "10.208.1.10",  "advertise_addr": "10.208.1.10",  "ports":{    "http": 8520,    "dns": 8620,    "server": 8320,    "serf_lan": 8321,    "serf_wan": 8322
    }
}

$ nohup /usr/bin/consul agent -config-file=/data/app/consul/node3/basic.json  -retry-join=10.208.1.10:8301 > /data/app/consul/node3/consul.log 2>&1 &

$ tail -100f /data/app/consul/node3/consul.log

查看节点1日志变化

    2019/01/24 22:48:58 [INFO] serf: EventMemberJoin: node2.dc1 10.208.1.10
    2019/01/24 22:49:59 [INFO] serf: EventMemberJoin: node3.dc1 10.208.1.10
    ...    2019/01/24 22:49:59 [INFO] consul: Found expected number of peers, attempting bootstrap: 10.208.1.10:8320,10.208.1.10:8300,10.208.1.10:8310
    2019/01/24 22:49:59 [INFO] consul: Handled member-join event for server "node3.dc1" in area "wan"
    2019/01/24 22:50:05 [WARN] raft: Heartbeat timeout from "" reached, starting election    2019/01/24 22:50:05 [INFO] raft: Node at 10.208.1.10:8300 [Candidate] entering Candidate state in term 2
    2019/01/24 22:50:05 [INFO] raft: Election won. Tally: 2
    2019/01/24 22:50:05 [INFO] raft: Node at 10.208.1.10:8300 [Leader] entering Leader state    2019/01/24 22:50:05 [INFO] raft: Added peer faa05ada-4e06-6d5a-f35b-286c57826231, starting replication    2019/01/24 22:50:05 [INFO] raft: Added peer be2837bd-3b87-07f9-a776-863ed5966ffb, starting replication    2019/01/24 22:50:05 [INFO] consul: cluster leadership acquired    2019/01/24 22:50:05 [INFO] consul: New leader elected: node1    2019/01/24 22:50:05 [WARN] raft: AppendEntries to {Voter be2837bd-3b87-07f9-a776-863ed5966ffb 10.208.1.10:8310} rejected, sending older logs (next: 1)    2019/01/24 22:50:05 [INFO] raft: pipelining replication to peer {Voter be2837bd-3b87-07f9-a776-863ed5966ffb 10.208.1.10:8310}    2019/01/24 22:50:05 [INFO] consul: member 'node1' joined, marking health alive    2019/01/24 22:50:05 [INFO] consul: member 'node2' joined, marking health alive    2019/01/24 22:50:05 [INFO] agent: Synced node info    2019/01/24 22:50:05 [INFO] consul: member 'node3' joined, marking health alive    2019/01/24 22:50:06 [WARN] raft: AppendEntries to {Voter faa05ada-4e06-6d5a-f35b-286c57826231 10.208.1.10:8320} rejected, sending older logs (next: 1)    2019/01/24 22:50:07 [INFO] raft: pipelining replication to peer {Voter faa05ada-4e06-6d5a-f35b-286c57826231 10.208.1.10:8320}

访问UI

查看集群信息

$ /usr/bin/consul members -http-addr=10.208.1.10:8500
Node   Address           Status  Type    Build  Protocol  DC   Segment
node1  10.208.1.10:8301  alive   server  1.3.1  2         dc1  <all>
node2  10.208.1.10:8311  alive   server  1.3.1  2         dc1  <all>
node3  10.208.1.10:8321  alive   server  1.3.1  2         dc1  <all>

$ /usr/bin/consul info -http-addr=10.208.1.10:8500
agent:
        check_monitors = 0
        check_ttls = 0
        checks = 0
        services = 0build:
        prerelease = 
        revision = f2b13f30
        version = 1.3.1consul:
        bootstrap = false
        known_datacenters = 1
        leader = true
        leader_addr = 10.208.1.10:8300
        server = trueraft:
        applied_index = 80
        commit_index = 80
        fsm_pending = 0
        last_contact = 0
        last_log_index = 80
        last_log_term = 2
        last_snapshot_index = 0
        last_snapshot_term = 0
        latest_configuration = [{Suffrage:Voter ID:faa05ada-4e06-6d5a-f35b-286c57826231 Address:10.208.1.10:8320} {Suffrage:Voter ID:5aee898c-ead4-f844-0d70-37ee7d9e9fb3        Address:10.208.1.10:8300} {Suffrage:Voter ID:be2837bd-3b87-07f9-a776-863ed5966ffb Address:10.208.1.10:8310}]
        latest_configuration_index = 1
        num_peers = 2
        protocol_version = 3
        protocol_version_max = 3
        protocol_version_min = 0
        snapshot_version_max = 1
        snapshot_version_min = 0
        state = Leader
        term = 2runtime:
        arch = amd64
        cpu_count = 4
        goroutines = 104
        max_procs = 4
        os = linux
        version = go1.11.1serf_lan:
        coordinate_resets = 0
        encrypted = false
        event_queue = 0
        event_time = 2
        failed = 0
        health_score = 0
        intent_queue = 0
        left = 0
        member_time = 3
        members = 3
        query_queue = 0
        query_time = 1serf_wan:
        coordinate_resets = 0
        encrypted = false
        event_queue = 0
        event_time = 1
        failed = 0
        health_score = 0
        intent_queue = 0
        left = 0
        member_time = 5
        members = 3
        query_queue = 0
        query_time = 1