consul 原理分析
一 服务发现和治理
在分布式系统结构中，往往由成百上千的业务服务组成，为了容灾(节点宕机)、扩容(增加节点)、提高运维效率(动态配置)等原因，需要服务能够实现灵活发现，避免问题节点等功能，以提高系统稳定性（更多内容，关注微信公众号：白白家族）。
1 服务发现以及注册：
当服务Producer 启动时，会将自己的Ip/host等信息通过发送请求告知 Consul，Consul 接收到 Producer 的注册信息后，每隔一段时间会向 Producer 发送一个健康检查的请求，检验Producer是否健康。
2 服务调用：
当 Consumer 请求Product时，会先从 Consul 中拿到存储Product服务的 IP 和 Port 的临时表(temp table)，从temp table表中任选一个· Producer 的 IP 和 Port， 然后根据这个IP和Port，发送访问请求；temp table表只包含通过了健康检查的 Producer 信息，并且每隔一段时间更新
二 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。
三 consul 通信接口
1. RPC
用于内部通讯Gossip/日志分发/选主等
2. HTTP API
服务发现/健康检查/KV存储等几乎所有功能, 默认端口为8500
2.3 Consul Commands (CLI)
consul命令行工具可以与consul agent进行连接，提供部分consul的功能。
实际上Consul CLI 默认就是调用的HTTP API来与consul集群进行通讯。
2.4 DNS
仅用于服务查询
例如: dig @127.0.0.1 -p 8600 web.service.consul
我们可以通过cosul提供的DNS接口来获取当前的服务“web”对应的可用节点
Consul 内部端口使用汇总
Consul 请求调用链路
四 consul 去中心化思想实现
consul 使用了基于gossip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：
· 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。
· 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。
· 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。
五 综述consul内部原理
1，服务器 Server1、Server2、Server3 上分别部署了 Consul Server, 组成了Consule集群，通过raft选举算法, server2成为leader节点。
2，服务器 Server4 和 Server5 上通过 Consul Client 分别注册 Service A、B、C，（服务A，B，C注册到 Consul 可以通过 HTTP API（8500 端口）的方式，也可以通过 Consul 配置文件的方式。）
3，Consul Client将注册信息通过 RPC 转发到 Consul Server，服务信息保存在 Server 的各个节点中，并且通过 Raft 实现了强一致性。
4，服务器 Server6 中 Program D 要访问 Service B，此时 Program D 先访问本机 Consul Client 提供的 HTTP API，Consul Client 会将请求转发到 Consul Server。Consul Server 查询到 Service B 并返回，最终 Program D 拿到了 Service B 的所有部署的 IP 和端口，根据负载均衡策略，选择Service B 的其中一个并向其发起请求。
如果服务发现采用的是 DNS 方式，则 Program D 中使用 Service B 的服务发现域名，域名解析请求首先到达本机 DNS 代理，然后转发到本机 Consul Client，consul Client 会将请求转发到 Consul Server。随后的流程和上述一直。
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