关于Consul

一.Consul是什么

Consul是基于GO语言开发的开源工具，主要面向分布式，服务化的系统提供服务注册、服务发现和配置管理的功能。

Consul的功能都很实用，其中包括：服务注册/发现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心和分布式一致性保证等特性。

Consul本身只是一个二进制的可执行文件，所以安装和部署都非常简单，只需要从官网下载后，在执行对应的启动脚本即可。

Consul是 HashiCorp 公司推出的开源工具，用于实现分布式系统的服务发现与配置。Consul 是分布式的、高可用的、可横向扩展的。

二.Consul能做什么

1、服务注册/发现

为什么微服务架构下就需要做服务注册和服务发现呢？微服务的目标就是要将原来大一统的系统架构，拆分成细粒度的按功能职责分成的小系统，

这样就会出现很多小的系统，部署的节点也会随之增加。试想一下，如果没有一个统一的服务组件来管理各系统间的列表，微服务架构是很难落地实现的。

Consul提供的服务注册/发现功能在数据强一致性和分区容错性上都有非常好的保证，但在集群可用性下就会稍微差一些（相比Euerka来说）。

2、数据强一致性保证

Consul采用了一致性算法Raft来保证服务列表数据在数据中心中各Server下的强一致性，这样能保证同一个数据中心下不管某一台Server Down了，

请求从其他Server中同样也能获取的最新的服务列表数据。数据强一致性带来的副作用是当数据在同步或者Server在选举Leader过程中，会出现集群不可用。

3、多数据中心

Consul支持多数据中心(Data Center),多个数据中心之间通过Gossip协议进行数据同步。多数据中心的好处是当某个数据中心出现故障时，其他数据中心可以继续提供服务，提升了可用性。

4、健康检查

Consul支持基本硬件资源方面的检查，如：CPU、内存、硬盘等

5、Key/Value存储

Consul支持Key/Value存储功能，可以将Consul作为配置中心使用，可以将一些公共配置信息配置到Consul，然后通过Consul提供的 HTTP API来获取对应Key的Value。

6、Consul 的使用场景

（1）docker 实例的注册与配置共享；

（2）coreos 实例的注册与配置共享；

（3）vitess 集群

（4）SaaS 应用的配置共享

（5）与 confd 服务集成，动态生成 nginx 和 haproxy 配置文件

三.Consul原理

架构图：

Agent：

（1）是一个守护线程；

（2）跟随Consul应用启动而启动；

（3）负责检查、维护节点同步；

Client

（1）转发所有请求给Server；

（2）无状态，不持久化数据；

（3）参与LAN Gossip的健康检查；

Server

（1）持久化数据；

（2）转发请求给Server-Leader；

（3）参与Server-Leader选举；

（3）通过WAN Gossip，与其他数据中心交换数据；

Server-Leader

（1）响应RPC请求；

（2）服务列表数据同步给Server；

1、consule 核心 agent组件

Agent是一个独立的程序，通过守护进程的方式，运行在consul集群中的每个节点上。

每个Consul agent维护它自己的服务集合以及检查注册和健康信息。agent负责执行自己的健康检查和更新本地状态其中，Agent 根据节点的性质，

分为： Agent Server 和 Agent Client

Agent Client：client将 HTTP 和 DNS 接口请求转发给局域网内的服务端集群。

Agent Server：server 保存client的注册信息，集群的配置信息, 维护集群高可用, 在局域网内与本地客户端通讯, 通过广域网与其它数据中心通讯。

每个数据中心的 server 数量推荐为 3 个或是 5 个,通过 Raft 算法来保证一致性。

2、consul 去中心化思想实现

consul 使用了基于gossip协议（八卦协议）的Serf实现，Serf是一个服务发现，编配工具，它去中心化，不像集中式结构那样统一分配管理；

Serf提供成员关系，纠错检查，广播等功能。gossip协议主要是基于UDP，实现任意node-to-node间的通信。

Consul正是使用serf 提供的gossip协议来管理成员和广播消息到集群。

gossip 协议（gossip protocol）是基于流行病传播方式的节点或者进程之间信息交换的协议，来确保网络中所有节点的数据一样。

其中节点间的交互方式主要以下有三种：

（1）Push：发起信息的节点 A 随机选择联系节点 B，并向B发送自己的信息，节点 B 在收到信息后，更新比自己新的数据，一般拥有新信息的节点才会作为发起节点。

（2）Pull：发起信息的节点 A 随机选择联系节点 B，并从对方获取信息。一般无新信息的节点才会作为发起节点。

（3）Push&Pull：发起信息的节点 A 向选择的节点 B 发送信息，同时从对方获取数据，用于更新自己的本地数据。