Docker實戰之Consul集群

前言

最近參加了幾場 Java 面試，發現大多數的微服務實踐還是 Eureka 偏多，鑒於筆者的單位選型 Consul，這里對 Consul 做簡單總結。

該篇是 Docker 實戰系列的第三篇。傳送門:

• Docker 實戰之 MySQL 主從復制
• Docker 實戰之 Redis-Cluster 集群

為什么選 Consul？

首先 Consul 有以下幾個關鍵特性:

• 服務發現：支持服務發現。你可以通過 DNS 或 HTTP 的方式獲取服務信息。
• 健康檢查：支持健康檢查。可以提供與給定服務相關聯的任何數量的健康檢查（如 web 狀態碼或 cpu 使用率）。
• K/V 存儲：鍵/值對存儲。你可用通過 consul 存儲如動態配置之類的相關信息。
• 多數據中心：支持多數據中心，開箱即用。
• WEB-UI：支持 WEB-UI。點點點，你就能夠了解你的服務現在的運行情況，一目了然，對開發運維是非常友好的。

作為高頻的提問方式，面試官永遠從十萬個為什么開始。但是最為程序員，還是需要知其然，知其所以然。以下是幾個常用的服務發現組件的對比。

服務發現組件的選型主要從以下幾個方面進行。CAP 理論、一致性算法、多數據中心、健康檢查、是否支持 k8s 等。

1. CAP

一致性的強制數據統一要求，必然會導致在更新數據時部分節點處於被鎖定狀態，此時不可對外提供服務，影響了服務的可用性。

2. 一致性算法

Raft算法將 Server 分為三種類型：Leader、Follower 和 Candidate。Leader 處理所有的查詢和事務，並向 Follower 同步事務。Follower 會將所有的 RPC 查詢和事務轉發給 Leader 處理，它僅從 Leader 接受事務的同步。數據的一致性以 Leader 中的數據為准實現。

以下是幾種常見的一致性算法

3. 多數據中心

Consul 通過 WAN 的 Gossip 協議，完成跨數據中心的同步；而其他的產品則需要額外的開發工作來實現；

注意多數據中心和多節點是 2 個概念

Gossip 協議是 P2P 網絡中比較成熟的協議。Gossip 協議的最大的好處是，即使集群節點的數量增加，每個節點的負載也不會增加很多，幾乎是恆定的。這就允許 Consul 管理的集群規模能橫向擴展到數千個節點。

Consul 的每個 Agent 會利用 Gossip 協議互相檢查在線狀態，本質上是節點之間互 Ping，分擔了服務器節點的心跳壓力。如果有節點掉線，不用服務器節點檢查，其他普通節點會發現，然后用 Gossip 廣播給整個集群。

Consul 架構

consul 的架構是什么，官方給出了一個很直觀的圖片

單獨看數據中心 1，可以看出 consul 的集群是由 N 個 SERVER，加上 M 個 CLIENT 組成的。而不管是 SERVER 還是 CLIENT，都是 consul 的一個節點，所有的服務都可以注冊到這些節點上，正是通過這些節點實現服務注冊信息的共享。除了這兩個，還有一些小細節，一一簡單介紹。

CLIENT

CLIENT 表示 consul 的 client 模式，就是客戶端模式。是 consul 節點的一種模式，這種模式下，所有注冊到當前節點的服務會被轉發到 SERVER，本身是不持久化這些信息。

SERVER

SERVER 表示 consul 的 server 模式，表明這個 consul 是個 server，這種模式下，功能和 CLIENT 都一樣，唯一不同的是，它會把所有的信息持久化的本地，這樣遇到故障，信息是可以被保留的。

SERVER-LEADER

中間那個 SERVER 下面有 LEADER 的字眼，表明這個 SERVER 是它們的老大，它和其它 SERVER 不一樣的一點是，它需要負責同步注冊的信息給其它的 SERVER，同時也要負責各個節點的健康監測。

Docker 環境搭建

docker-compose-consul-cluster.yml

version: '3'
services:
  consul-server1:
    image: consul:latest
    hostname: "consul-server1"
    ports:
      - "8500:8500"
      - "53"
    volumes:
      - ./consul/data1:/consul/data
    command: "agent -server -bootstrap-expect 3 -ui -disable-host-node-id -client 0.0.0.0"
  consul-server2:
    image: consul:latest
    hostname: "consul-server2"
    ports:
      - "8501:8500"
      - "53"
    volumes:
      - ./consul/data2:/consul/data
    command: "agent -server -ui -join consul-server1 -disable-host-node-id -client 0.0.0.0"
    depends_on:
      - consul-server1
  consul-server3:
    image: consul:latest
    hostname: "consul-server3"
    ports:
      - "8502:8500"
      - "53"
    volumes:
      - ./consul/data3:/consul/data
    command: "agent -server -ui -join consul-server1 -disable-host-node-id -client 0.0.0.0"
    depends_on:
      - consul-server1
  consul-node1:
    image: consul:latest
    hostname: "consul-node1"
    command: "agent -join consul-server1 -disable-host-node-id"
    depends_on:
      - consul-server1
  consul-node2:
    image: consul:latest
    hostname: "consul-node2"
    command: "agent -join consul-server1 -disable-host-node-id"
    depends_on:
      - consul-server1

執行 docker-compose -f docker-compose-consul-cluster.yml up -d 啟動，然后訪問
http://localhost:8500

看到下圖即啟動成功

最后

Docker 實戰系列皆以快速搭建學習環境為主，Consul 的特性學習及生產環境配置還任重道遠。閱讀過程中如有疑問或錯誤，還望多多指正。

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