微服務管理平台nacos虛擬ip負載均衡集群模式搭建

一、Nacos簡介

Nacos是用於微服務管理的平台，其核心功能是服務注冊與發現、服務配置管理。

• Nacos作為服務注冊發現組件，可以替換Spring Cloud應用中傳統的服務注冊於發現組件，如：Eureka、consul等，支持服務的健康檢查。
• Nacos作為服務配置中心，可以替換Spring Cloud Config。

當然Nacos作為一個微服務管理平台，除了面向spring Cloud,還支持很多其他的微服務基礎設施，如：docker、dubbo、kubernetes等。除了核心的服務注冊與發現和配置管理功能，還提供了各種服務管理的功能特性，如：動態DNS、服務元數據管理等。

二、Nacos單點部署

Nacos支持單點部署的模式，搭建過程非常簡單，實際上nacos的standalone模式沒有所謂的安裝過程，就是下載和啟動。但是這種情況沒有高可用支持，所以只適合測試或學習使用。
首先去nacos的github地址下載release安裝包。當然你也可以自己下載源碼之后進行編譯打包，nacos是使用java開發的，使用maven進行編譯打包。這里我們就不自己打包了，使用release安裝包。下載地址是：https://github.com/alibaba/nacos/releases。在linux系統下可以使用如下的命令下載和解壓縮。

#下載nacos
wget https://github.com/alibaba/nacos/releases/download/1.1.4/nacos-server-1.1.4.tar.gz；
# 解壓nacos
tar -xvf nacos-server-1.1.4.tar.gz

進入到nacos/bin目錄下面，startup命令用於啟動nacos，shutdown命令用於停掉nacos。

• 如果你是linux/unix系統，使用sh startup.sh -m standalone腳本啟動方式。
• 如果你是windows系統，雙擊startup.cmd啟動nacos。

nacos的默認服務端口是8848，啟動完成之后通過瀏覽器訪問nacos：http://ip:8848/nacos/。看到如下界面，需要登陸，默認的用戶名密碼都是nacos，登陸之后看到如下界面：

如果你訪問不到上面的界面，請檢查你部署的主機操作系統的防火牆設置。以下是為CentOS7系統防火牆開放8848端口的命令，其他系統請自行解決。

firewall-cmd --zone=public --add-port=8848/tcp --permanent    
firewall-cmd --reload

三、查看主機網卡名稱

使用ip addr命令查看linux主機的網卡。

• 第一個lo網絡ip是回路ip，127.0.0.1,這個是標配
• 第二個enp0s3網絡設備，ip是10.0.2.15,這個是因為我的服務器網絡使用了雙網卡：橋接+HostOnly模式。正常的服務器是沒有的。
• 第三個enp0s8就是本服務器真正的使用到提供服務的網絡ip，如：192.168.161.4。
• 第四個網絡設備是因為我在這台虛擬機上安裝過docker，所以有一個docker0的網絡設備。

因為較多的網絡設備，導致我在后續安裝過程出現問題。這里先賣個關子。

四、配置nacos集群

我們准備了三台服務器(虛擬機)，192.168.161.3、192.168.161.4、192.168.161.5。在三台服務器上分別下載、解壓nacos，並開放8848端口。參考單點standalone部署的模式的操作。然后在conf/cluster.conf中加入三台服務器的ip配置

#ip:port
192.168.161.3:8848
192.168.161.4:8848
192.168.161.5:8848

• 初始化 MySQL 數據庫，sql源文件是在nacos/conf解壓目錄下面的nacos-mysql.sql文件。sql語句源文件。並在nacos/conf/application.properties中增加mysql配置

spring.datasource.platform=mysql

db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://192.168.161.3:3306/testdb?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true
db.user=test
db.password=

• spring.datasource.platform說明支持數據持久化的數據庫類型，已知目前只支持mysql
• db.num數據庫的數量，我們實驗環境只有一個mysql數據庫，所以是1
• db.url.0表示第一個mysql數據庫的jdbc url連接。如果還有第二個、第三個，請增加db.url.n中的n。

問題： 解決網卡獲取的不是我們希望綁定的網卡的問題：當我們配置完成之后，使用startup.sh命令啟動。發現集群節點列表中並沒有任何記錄。而且后台服務日志報錯，內容如下：

分析： 通過日志我們看到nacos程序自動獲取的是10.0.2.15這個ip，而我們配置的是192.168.161.x的ip。二者不一致，所以報錯。我們看一下獲取主機ip的程序源碼，如下：

private static String getHostAddress() {
        String address = System.getProperty("nacos.server.ip");
        if (StringUtils.isNotEmpty(address)) {
            return address;
        } else {
            address = "127.0.0.1";
        }
        ...
}

解決方案： 看完源碼之后，ip是通過System.getProperty獲取的，所以我們完全可以通過JVM傳參指定ip。在startup.sh的啟動腳本中增加nacos.server.ip參數。

#=================================================================================
# JVM Configuration
#================================================================================

# 單機模式對應的啟動參數
if [[ "${MODE}" == "standalone" ]]; then
    JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -Xms512m -Xmx512m -Xmn256m"
    JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -Dnacos.standalone=true"
else
# 集群模式對應的啟動參數
    JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -server -Xms2g -Xmx2g -Xmn1g -XX:MetaspaceSize=128m -XX:MaxMetaspaceSize=320m"
    JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:-OmitStackTraceInFastThrow -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=${BASE_DIR}/logs/java_heapdump.hprof"
    JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:-UseLargePages"
# 新增以下參數設置本機ip地址
    JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -Dnacos.server.ip=你的服務器的ip"
fi

當以上工作都完成之后，我們通過瀏覽器分別訪問nacos服務，看到如下界面。集群管理的節點列表里面已經有三各節點，ip分別是192.168.161.3:8848、192.168.161.4:8848、192.168.161.5:8848。

五、nacos集群架構

在完成nacos集群的配置之后，我們可以通過三個入口分別訪問集群內的nacos服務，那下面的問題就是如何將三個入口轉成一個入口。目前許多個人開發者寫的博客或教程中的方法就是在三個nacos服務的前端加一個負載均衡器，如：nginx、haproxy。然后號稱是生產級別的搭建方法，但這種方法是絕對不能用於生產的，因為你的nginx和haproxy是單點，一旦nginx掛了，整個服務就掛了。

nacos官網推薦的方法是使用虛擬ip的方法，如下：

• 最開始虛擬ip192.168.161.6可能與192.168.161.3的主機綁定在一起，通過這兩個ip都可以訪問192.168.161.3主機的nacos服務。
• 一旦192.168.161.3主機宕機或者其他網絡故障，192.168.161.6會自動切換到與192.168.161.4或者192.168.161.5主機綁定在一起。這個過程被叫做虛擬ip的漂移。

這種虛擬ip的方法就是沒有使用到負載均衡，訪問的仍然是某一個節點的nacos服務，只不過形成了主從備份，提供了高可用。那既可以提供高可用，又可以提供負載均衡的辦法可能有的朋友已經想到了，如下圖：

• 在nacos服務的前端加上nginx或者haproxy的負載均衡器
• 然后對負載均衡器使用虛擬ip，通過keepalived實現虛擬ip的漂移
• 用戶訪問負載均衡器實現對nacos服務的訪問，主nginx掛掉，虛擬ip漂移到從nginx負載均衡提供服務

六、nacos集群(虛擬ip漂移)

我們就拿官網中推薦的方法，使用虛擬ip訪問nacos集群的方式做個例子講解一下。為什么不講第三種？一般系統架構水平到了的人聽懂這種方式就知道第三種方式怎么做，水平不到的人聽了第三種仍然還是不懂。

6.1.安裝配置keepalived

在三台服務器上分別安裝keepalived

yum install -y keepalived

在三台服務器上分別修改/etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp0s8
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.161.6
    }
}

• 一台服務器是MASTER,其他的服務器為BACKUP
• interface 配置為我們剛剛查看的網卡的名稱
• virtual_router_id 必須一致，表示這三台服務器搶用一個虛擬ip。
• 修改priority 優先級，三台服務器要不一樣，比如：100、101、102，優先級最高的優先使用虛擬ip。MASTER的優先級一定要高於BACKUP主機
• advert_int 是幾台服務器之間的同步檢查時間，1秒
• authentication 的設置必須一致，這樣這幾台服務器才能通信
• 修改virtual_ipaddress為三台服務器所在網段內未被占用的IP地址，比如：192.168.161.6

6.2.修改防火牆
CentOS7必須開放防火牆配置，否則三台主機無法就虛擬ip的使用優先級通信，將都是MASTER，都配置虛擬ip。

firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0  --protocol vrrp -j ACCEPT;
firewall-cmd --reload;

6.3.啟動keepalived服務

sudo systemctl restart keepalived.service

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