Consul是一個復雜的系統，它有很多不同的可組裝的部分。為了幫助Consul的用戶和開發者形成一個它如何工作的運轉模型，本文介紹它的系統架構。
注意：本文覆蓋了Consul的內部技術細節。高效的操作和使用Consul並不需要你知道這些細節。這些細節記錄在這里是為了方便那些希望學些Consul，但是並沒有去探尋源碼的人的。由於每個節點都必須運行一個agent，
術語
在描述架構之前，這里提供了一些術語來幫助聲明正在探討的東西：
- Agent——agent是一直運行在Consul集群中每個成員上的守護進程。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實例。所有的agent都能運行DNS或者HTTP接口，並負責運行時檢查和保持服務同步。
- Client——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唯一執行的后台活動是加入LAN gossip池。這有一個最低的資源開銷並且僅消耗少量的網絡帶寬。
- Server——一個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，響應RPC查詢，與其他數據中心交互WAN gossip和轉發查詢給leader或者遠程數據中心。
- DataCenter——雖然數據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數據中心？我們定義數據中心為一個私有的，低延遲和高帶寬的一個網絡環境。這不包括訪問公共網絡，但是對於我們而言，同一個EC2中的多個可用區域可以被認為是一個數據中心的一部分。
- Consensus——在我們的文檔中，我們使用Consensus來表明就leader選舉和事務的順序達成一致。由於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。
- Gossip——Consul建立在Serf的基礎之上，它提供了一個用於多播目的的完整的gossip協議。Serf提供成員關系，故障檢測和事件廣播。更多的信息在gossip文檔中描述。這足以知道gossip使用基於UDP的隨機的點到點通信。
- LAN Gossip——它包含所有位於同一個局域網或者數據中心的所有節點。
- WAN Gossip——它只包含Server。這些server主要分布在不同的數據中心並且通常通過因特網或者廣域網通信。
- RPC——遠程過程調用。這是一個允許client請求server的請求/響應機制。
俯視圖
從一萬英尺的高空俯視Consul的架構就像這樣：
讓我們分解這張圖並描述每個部分。首先，我們能看到有兩個數據中心，標記為“1”和“2”。Consul對多數據中心有一流的支持並且希望這是一個常見的情況。
在每個數據中心，client和server是混合的。一般建議有3-5台server。這是基於有故障情況下的可用性和性能之間的權衡結果，因為越多的機器加入達成共識越慢。然而，並不限制client的數量，它們可以很容易的擴展到數千或者數萬台。
同一個數據中心的所有節點都必須加入gossip協議。這意味着gossip協議包含一個給定數據中心的所有節點。這服務於幾個目的：第一，不需要在client上配置server地址。發現都是自動完成的。第二，檢測節點故障的工作不是放在server上，而是分布式的。這是的故障檢測相比心跳機制有更高的可擴展性。第三：它用來作為一個消息層來通知事件，比如leader選舉發生時。
每個數據中心的server都是Raft節點集合的一部分。這意味着它們一起工作並選出一個leader，一個有額外工作的server。leader負責處理所有的查詢和事務。作為一致性協議的一部分，事務也必須被復制到所有其他的節點。因為這一要求，當一個非leader得server收到一個RPC請求時，它將請求轉發給集群leader。
server節點也作為WAN gossip Pool的一部分。這個Pool不同於LAN Pool，因為它是為了優化互聯網更高的延遲，並且它只包含其他Consul server節點。這個Pool的目的是為了允許數據中心能夠以low-touch的方式發現彼此。這使得一個新的數據中心可以很容易的加入現存的WAN gossip。因為server都運行在這個pool中，它也支持跨數據中心請求。當一個server收到來自另一個數據中心的請求時，它隨即轉發給正確數據中想一個server。該server再轉發給本地leader。
這使得數據中心之間只有一個很低的耦合，但是由於故障檢測，連接緩存和復用，跨數據中心的請求都是相對快速和可靠的。
深入了解
這里我們已經覆蓋了Consul的高層次架構，但是每個子系統還有很多的細節。一致性協議的詳細文檔是gossip協議。使用的安全模型和協議的文檔也是可用的。
其他的細節，這么通過查閱代碼，在線詢問或者發送郵件。