介紹

功能介紹

Consul一款服務發現和配置的工具，其使用Golang實作，天然具備可移植性，安裝包僅有一個可執行檔案，部署方便，可與docker等輕量級容器無縫配合， 它提供了幾個關鍵功能：

• 服務發現：Consul client 可以提供服務，例如api或mysql，也可以使用Consul client來發現指定服務的提供者， 使用DNS或HTTP，應用程式可以輕松找到他們所依賴的服務，

• 健康檢查：Consul client 可以提供任何數量的健康檢查，或者與給定的服務（“Web服務器是否回傳200 OK”），或與本地節點（“記憶體利用率是否低于90％”）相關聯， 可以使用此資訊來監控集群運行狀況，服務發現組件使用此資訊將流量從有問題的主機中移除出去，

• KV Store：應用程式可以使用Consul的分層鍵/值存盤，包括動態配置，功能標記，協調，leader選舉等等， 簡單的HTTP API使其易于使用，

• 多資料中心：Consul支持多個資料中心， 這意味著Consul的用戶不必擔心構建額外的抽象層以擴展到多個區域，

競品比較

角色與架構

1. Agent

   agent是一直運行在Consul集群中每個成員上的守護行程，通過運行 consul agent 來啟動，agent可以運行在client或者server模式，指定節點作為client或者server是非常簡單的，除非有其他agent實體，所有的agent都能運行DNS或者HTTP介面，并負責運行時檢查和保持服務同步，

2. Client
   表示consul的client模式，就是客戶端模式，一個Client是一個轉發所有RPC到server的代理，這個client是相對無狀態的，client唯一執行的后臺活動是加入LAN gossip池，這有一個最低的資源開銷并且僅消耗少量的網路帶寬，這種模式下，所有注冊到當前節點的服務會被轉發到SERVER，不持久化資訊，

3. Server

   表示consul的server模式，表明這個consul是個server，server是一個有一組擴展功能的代理，這些功能包括參與Raft選舉，維護集群狀態，回應RPC查詢，與其他資料中心互動WAN gossip和轉發查詢給leader或者遠程資料中心，它會把所有的資訊持久化的本地，這樣遇到故障，資訊是可以被保留的，

4. SERVER-LEADER

   SERVER-LEADER是該DataCenter的Leader，它需要負責同步注冊的資訊給其它的SERVER，同時也要負責各個節點的健康監測，

5. DataCenter

   雖然資料中心的定義是顯而易見的，但是有一些細微的細節必須考慮，例如，在EC2中，多個可用區域被認為組成一個資料中心？我們定義資料中心為一個私有的，低延遲和高帶寬的一個網路環境，這不包括訪問公共網路，但是對于我們而言，同一個EC2中的多個可用區域可以被認為是一個資料中心的一部分，

6. Raft

   Consul通過Raft來保證各節點的資料一致性，

7. Consensus

   在我們的檔案中，我們使用Consensus來表明就leader選舉和事務的順序達成一致，由于這些事務都被應用到有限狀態機上，Consensus暗示復制狀態機的一致性，

8. Gossip

   Consul建立在Serf的基礎之上，它提供了一個用于多播目的的完整的gossip協議，Serf提供成員關系，故障檢測和事件廣播，Consul使用gossip協議管理成員關系、廣播訊息到整個集群，他有兩個gossip pool（LAN pool和WAN pool），LAN pool是同一個資料中心內部通信的，WAN pool是多個資料中心通信的，LAN pool有多個，WAN pool只有一個，

9. LAN Gossip

   它包含所有位于同一個局域網或者資料中心的所有節點，

10. WAN Gossip

    它只包含Server，這些server主要分布在不同的資料中心并且通常通過因特網或者廣域網通信，

11. RPC

    遠程程序呼叫，這是一個允許client請求server的請求/回應機制，

12. 服務注冊

    Consul支持兩種方式實作服務注冊，一種是通過consul的服務注冊http API，由服務自己呼叫API實作注冊，另一種方式是通過json個是的組態檔實作注冊，將需要注冊的服務以json格式的組態檔給出，官方建議使用第二種方式，

13. 服務發現

    consul支持兩種方式實作服務發現，一種是通過http API來查詢有哪些服務，另外一種是通過consul agent 自帶的DNS（8600埠），域名是以NAME.service.consul的形式給出，NAME即在定義的服務組態檔中，服務的名稱，DNS方式可以通過check的方式檢查服務，

注意

1. 每個資料中心官方建議需要3或5個server節點以保證資料安全，同時保證server-leader的選舉能夠正確的進行，如果增加越多的機器，則Consensus會越來越慢，對client沒有限制，可以很容易地擴展到成千上萬或數萬，
2. 同一個資料中心的所有節點都要加入Gossip協議，這意味著gossip pool包含給定資料中心的所有節點，有以下目的：首先，沒有必要為client配置服務器地址引數；發現是自動完成的，第二，節點故障檢測的作業不是放置在服務器上，而是分布式的，這使故障檢測比心跳機制更可擴展性，第三，可用來作為訊息層通知重要的事件，如leader選舉，
3. 每個資料中心的服務器都是屬于一個Raft peer，這意味著，他們一起作業，選出一個的Leader，Leader server是有額外的職責，負責處理所有的查詢和事務，事務也必須通過Consensus協議復制到所有的伙伴，由于這一要求，當非Leader Server接收到一個RPC請求，會轉發到集群的leader，
4. Server節點也是作為WAN gossip pool的一部分，這個pool是與LAN gossip pool是不同的，它為具有更高延遲的網路回應做了優化，并且可能包括其他consul集群的server節點，設計WANpool的目的是讓資料中心能夠以low-touch的方式發現彼此，將一個新的資料中心加入現有的WAN Gossip是很容易的，因為池中的所有Server都是可控制的，這也使跨資料中心的要求，當一個Serfer接收到不同的資料中心的要求時，它把這個請求轉發給相應資料中心的任一Server，然后，接收到請求的Server可能會轉發給Leader，
5. 多個資料中心之間是低耦合，但由于故障檢測、連接快取復用、跨資料中心要求快速和可靠的回應，

搭建

使用VirtualBox虛擬機

首先應該下載好你所使用的的系統鏡像，我比較熟悉CentOS，因此我下載了CentOS 7，

新建虛擬機

在新建虛擬機這里，我需要偷個懶，因為各個節點的環境都是一致的，而VirtualBox有個復制功能，因此我新建了個模板虛擬機，配置好基礎環境，以后需要的時候就可以直接復制一臺出來了，

修改網卡模式

如上圖所示，我選擇了橋接模式，之所以是網卡3，是因為我之前分別用網卡1、網卡2嘗試了NAT和Host-Only Adapter模式，

然后啟動虛擬機，安裝系統，配置好基礎環境即可，如更換軟體源、系統更新、安裝必須軟體等，

安裝必須軟體

yum install -y  wget  
mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup 
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo 
wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo 
yum clean all 
yum makecache 
yum upgrade -y 
yum update -y 
yum install -y curl vim zip unzip yum-utils bash-completion screen net-tools

關閉防火墻

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

復制節點

我需要5個節點，因此復制出了5臺虛擬機，

需要注意的是，復制時MAC地址設定請選擇為所有網卡重新生成MAC地址，

VirtualBox可使用無界面啟動，啟動后點擊顯示，打開虛擬機界面，

修改主機名

vim /ect/hostname // 修改主機名
reboot //修改成功后，重啟生效

獲取機器的Ip地址

// 需要安裝 net-tools，需要使用ipconfig命令，如有，請略過
yum install -y net-tools

// 運行ipconfig，獲取IP地址
ipconfig

安裝screen

// 用于后臺運行Consul，如有，請略過
yum install -y screen

安裝Consul

// 在screen中使用Consul
screen

// 安裝 Consul
wget https://releases.hashicorp.com/consul/1.3.0/consul_1.3.0_linux_amd64.zip && unzip consul_1.3.0_linux_amd64.zip

以上為每臺機器都需要執行的共同操作，

分別運行Consul

./consul agent -server -ui -bootstrap-expect=2 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-1 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.3.189 -datacenter=dc1

./consul agent -server -ui -bootstrap-expect=2 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-2 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.3.190 -datacenter=dc1 -join 192.168.3.189

./consul agent -server -ui -bootstrap-expect=2 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-3 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.3.191 -datacenter=dc1 -join 192.168.3.189

./consul agent -bind 192.168.3.192 -client 192.168.3.194 -data-dir=/tmp/consul -node=Test.Client.DEV -join 192.168.3.189

./consul agent -bind 192.168.3.193 -client 192.168.3.196 -data-dir=/tmp/consul -node=Test.Client.PRD -join 192.168.3.189

Consul啟動引數說明

命令使用

查看所有Consul成員

./consul members

Node               Address             Status  Type    Build  Protocol  DC   Segment
consul-1           192.168.3.189:8301  alive   server  1.3.0  2         dc1  <all>
consul-2           192.168.3.190:8301  alive   server  1.3.0  2         dc1  <all>
consul-3           192.168.3.191:8301  alive   server  1.3.0  2         dc1  <all>
Test.Client.DEV    192.168.3.194:8301  alive   client  1.3.0  2         dc1  <default>
Test.Client.PRD    192.168.3.196:8301  alive   client  1.3.0  2         dc1  <default>

查看Consul成員型別

./consul operator raft list-peers

Node      ID                                    Address             State     Voter  RaftProtocol
consul-1  b686d2b3-70eb-e4a4-fe4e-71059e0b4eb7  192.168.3.189:8300  leader    true   3
consul-2  39a45ff0-b8c8-5b4c-ac54-8eb35f046a59  192.168.3.190:8300  follower  true   3
consul-3  8450e6b7-30f0-92c2-d273-ccb9589272b7  192.168.3.191:8300  follower  true   3

由上可知192.168.3.189是現有集群的leader，那當現有的leader宕機后，會有什么措施呢？那我們就把189重啟下試試：

Node      ID                                    Address             State     Voter  RaftProtocol
consul-1  b686d2b3-70eb-e4a4-fe4e-71059e0b4eb7  192.168.3.189:8300  follower  true   3
consul-2  39a45ff0-b8c8-5b4c-ac54-8eb35f046a59  192.168.3.190:8300  follower  true   3
consul-3  8450e6b7-30f0-92c2-d273-ccb9589272b7  192.168.3.191:8300  leader    true   3

可以看到，leader已經變成了192.168.3.191

通過Web UI查看服務狀態

訪問任意一臺 http://[server ip]:8500都可以查看，如 http://192.168.3.189:8500

退出Consul

// 假設client地址是 192.168.3.189
// 使用 leave 優雅的通知集群
./consul leave -http-addr=192.168.3.189:8500

如果使用screen，則可以Ctrl+C直接退出

參考

.NET Core微服務之路：基于Consul最少集群實作服務的注冊與發現（一）

微服務之:從零搭建ocelot網關和consul集群

搭建consul 集群

標籤：其他

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