背景

笔者所在的公司正在进行微服务改造,这其中服务治理组件是必不可少的组件之一,在一番讨论之后,最终决定放弃 Zookeeper 而采用 Consul 作为服务治理框架基础组件。主要原因是 Consul 自带健康检查,通过该功能可以比较方便的监控应用的运行状态,从而更好的运维整个系统。但在实际实施过程中笔者发现,目前网络上所能看到的很多资料,没有比较清晰的解释 Consul 的运行方式,特别是当用户对于 Zookeeper 主动通知的方式比较熟悉之后,对于 Consul 这种每次都通过 HTTP 调用获取服务信息的方式还是存在很多疑惑的,比如:这样的方式在调用链中,不是会导致 HTTP 调用链增加一倍吗?

多数据中心

关于Consul,首先介绍最常见的一副图:



该图表示 Consul 支持的一个重要的功能———多数据中心,这也是很多服务注册发现工具所不具备的,通过上述图中我们可以解读出如下一些信息:

  1. Cosnul 分为 Server 和 Client,多数据中心的实现主要依靠两个数据中心的 Server 进行通信,并且每个数据中心有各自的主节点,也就是各自选举。
  2. Client 与 Server 之间通过8300端口,TCP协议进行RPC交互。
  3. Client 与其他实例之间通过 8301 以 TCP/UDP 协议进行 LAN GOSSIP 交互

上图解释了 Consul 集群各个 Server 之间的关系,那么 Server 和 Client 之间的关系又是怎样呢?在理解这个问题之前,要先理解一个概念——反熵。

反熵

1. 概念

如果用一句话来概括那大概就是:分而治之,Server 将服务的管辖权(健康检查,服务注册等功能)层层下放给 Client,而 Client 在需要时(例如健康检查失败,新的服务注册等)将所管辖范围内的服务信息进行转发或上报。

关于反熵更加详细的内容,可以参考园子里 波斯码 所写的文章——Consul的反熵,此文对于反熵的解释非常到位, 感兴趣的同学可以进一步阅读。

这个特点也决定了 Consul 服务的注册和健康检查方式:所有操作都是通过 Consul Client 来实现的。如下图所示:

根据上图所示有个重要的概念:

1. 如果我们通过 Client 获取 Agent 上的服务时,则只能返回当前这个 Consul Client 中所注册的所有服务

2. 而如果我们通过 Client 获取 Catalog 上的服务时,则可以获取到所有注册服务。

事实上即使我们需要获取 Catalog 中的信息时,也不是直接与 Consul Server 交互,而是通过当前服务器 Consul Client 转发请求获取。同时取决于反熵概念,如果我们把每台服务器看作管理辖区的最小单位,那么则需要在每台机器上部署 Consul Client,用它来管理这台服器上所有的服务。

2. 问题

如果按照上述信息实施部署,那么我们来看下假如 APP1 调用 APP2 时,具体的调用顺序时怎样的:

如上图所示,这样的部署其实会带来一些问题:

  1. 每台机器上都需要部署 Consul Client
  2. 服务请求链路成倍增加了

问题1: 部署成本增加,实际上是一次性工作,况且假如你是容器化部署的话,那这个问题基本可以忽略。

问题2: 调用链路增加的确会带来很多问题,主要是在调用 APP2 之前增加了 ① ② 两步,其中步骤 ① 为本机 HTTP 调用,步骤 ② 为 Consul集群内部的 RPC 调用,经过笔者实际测试这个调用耗时在毫秒级,除非对于性能要求很高的情况下,普通的调用链路请求是可以容忍的,而笔者所在公司的方案目前也是基于此方案。如果不能容忍,那只能牺牲部分一致性,在本地进行缓存,并设定合理的同步周期。

上述问题笔者认为是 Consul 反熵机制所带来的缺陷:只有通过主动请求 Consul Server 才能获取所有服务的信息,而又缺少比较好的通知机制,导致应用程序无法缓存服务信息。 而相比较于 Zookeeper,由于有了更好的通知机制,使各个应用程序可以缓存服务列表信息,只有当收到通知时,才主动更新服务信息。同时 zookeeper 是长连接,当服务在出现问题时可以更加及时获取到变化,而Consul 必须要依赖健康检查,而健康检查是有周期性的。当然凡事都各有利弊,但我们要知晓个中优缺点,才能更加合理使用。

通知机制——Consul Watch

Consul 可以通过配置 Agent 对以下类型的数据进行监控,并且同样受反熵机制的影响,如果想监控集群下所有服务,那么需要将监控配置放在服务端:

  • key – 监视指定K/V键值对
  • keyprefix – Watch a prefix in the KV store
  • services – 监视服务列表
  • nodes – 监控节点列表
  • service – 监视服务实例
  • checks- 监视健康检查的值
  • event – 监视用户事件

Consul 主要提供2种通知方式:

  1. script:当发生变化时执行一段脚本(可以是放在服务器中的任何可执行脚本,例如 py sh 等)
  2. HTTP endpoint:当发生变化时请求配置的http地址

例如在 Consul 配置文件创建 watch.json ,重启 Consul 后生效

vi /data/consul/config/watch.json

{
"watches": [
{
"type": "services",
"handler_type": "http",
"http_handler_config": {
"path": "http://192.168.1.1:8080/services",
"method": "POST"
}
},
{
"type": "nodes",
"handler_type": "http",
"http_handler_config": {
"path": "http://192.168.1.1:8080/nodes",
"method": "POST"
}
},
{
"type": "checks",
"handler_type": "http",
"http_handler_config": {
"path": "http://192.168.1.1:8080/checks",
"method": "POST"
}
}
]
}

结语

相信有了这些概念的初步理解,可以在初次接触 Consul 时减少一些疑惑。笔者在这个过程中,从博客园一些同学的文章中收益匪浅,特别是 波斯玛 同学的3篇文章,值得详细阅读,这里也推荐大家一并学习。

参考资料:

https://www.cnblogs.com/bossma/tag/Consul/

https://www.cnblogs.com/sunsky303/p/9209024.html

https://blog.csdn.net/iamonlyme/category_9266562.html

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