SpringDemo(5)-- nacos学习笔记

一、什么是 Nacos

1、什么是 Nacos

        Nacos /nɑ:kəʊs/ 是 Dynamic Naming and Configuration Service的首字母简称,一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。

        Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos 提供了一组简单易用的特性集,帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理。

        Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。 Nacos 是构建以“服务”为中心的现代应用架构 (例如微服务范式、云原生范式) 的服务基础设施。

        服务(Service)是 Nacos 世界的一等公民。Nacos 支持几乎所有主流类型的“服务”的发现、配置和管理。

2、Nacos 的关键特性:

  • (1)服务发现和服务健康监测

            Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服务发现。服务提供者使用 原生SDK、OpenAPI、或一个独立的Agent TODO注册 Service 后,服务消费者可以使用DNS TODO 或HTTP&API查找和发现服务。

            Nacos 提供对服务的实时的健康检查,阻止向不健康的主机或服务实例发送请求。Nacos 支持传输层 (PING 或 TCP)和应用层 (如 HTTP、MySQL、用户自定义)的健康检查。 对于复杂的云环境和网络拓扑环境中(如 VPC、边缘网络等)服务的健康检查,Nacos 提供了 agent 上报模式和服务端主动检测2种健康检查模式。Nacos 还提供了统一的健康检查仪表盘,帮助您根据健康状态管理服务的可用性及流量。

  • (2)动态配置服务

             动态配置服务可以让您以中心化、外部化和动态化的方式管理所有环境的应用配置和服务配置。动态配置消除了配置变更时重新部署应用和服务的需要,让配置管理变得更加高效和敏捷。配置中心化管理让实现无状态服务变得更简单,让服务按需弹性扩展变得更容易。

             Nacos 提供了一个简洁易用的UI (控制台样例 Demo) 帮助您管理所有的服务和应用的配置。Nacos 还提供包括配置版本跟踪、金丝雀发布、一键回滚配置以及客户端配置更新状态跟踪在内的一系列开箱即用的配置管理特性,帮助您更安全地在生产环境中管理配置变更和降低配置变更带来的风险。

  • (3)动态 DNS 服务

  •          动态 DNS 服务支持权重路由,让您更容易地实现中间层负载均衡、更灵活的路由策略、流量控制以及数据中心内网的简单DNS解析服务。动态DNS服务还能让您更容易地实现以 DNS 协议为基础的服务发现,以帮助您消除耦合到厂商私有服务发现 API 上的风险。

             Nacos 提供了一些简单的 DNS APIs TODO 帮助您管理服务的关联域名和可用的 IP:PORT 列表.

  • (4)服务及其元数据管理

             Nacos 能让您从微服务平台建设的视角管理数据中心的所有服务及元数据,包括管理服务的描述、生命周期、服务的静态依赖分析、服务的健康状态、服务的流量管理、路由及安全策略、服务的 SLA 以及最首要的 metrics 统计数据。

  • 3、Nacos 生态图

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二、Nacos 架构

1、基本架构及概念

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服务 (Service)

        服务是指一个或一组软件功能(例如特定信息的检索或一组操作的执行),其目的是不同的客户端可以为不同的目的重用(例如通过跨进程的网络调用)。Nacos 支持主流的服务生态,如 Kubernetes Service、gRPC|Dubbo RPC Service 或者 Spring Cloud RESTful Service。

服务注册中心 (Service Registry)

        服务注册中心,它是服务,其实例及元数据的数据库。服务实例在启动时注册到服务注册表,并在关闭时注销。服务和路由器的客户端查询服务注册表以查找服务的可用实例。服务注册中心可能会调用服务实例的健康检查 API 来验证它是否能够处理请求。

服务元数据 (Service Metadata)

        服务元数据是指包括服务端点(endpoints)、服务标签、服务版本号、服务实例权重、路由规则、安全策略等描述服务的数据。

服务提供方 (Service Provider)

        是指提供可复用和可调用服务的应用方。

服务消费方 (Service Consumer)

        是指会发起对某个服务调用的应用方。

配置 (Configuration)

        在系统开发过程中通常会将一些需要变更的参数、变量等从代码中分离出来独立管理,以独立的配置文件的形式存在。目的是让静态的系统工件或者交付物(如 WAR,JAR 包等)更好地和实际的物理运行环境进行适配。配置管理一般包含在系统部署的过程中,由系统管理员或者运维人员完成这个步骤。配置变更是调整系统运行时的行为的有效手段之一。

配置管理 (Configuration Management)

        在数据中心中,系统中所有配置的编辑、存储、分发、变更管理、历史版本管理、变更审计等所有与配置相关的活动统称为配置管理。

名字服务 (Naming Service)

        提供分布式系统中所有对象(Object)、实体(Entity)的“名字”到关联的元数据之间的映射管理服务,例如 ServiceName -> Endpoints Info, Distributed Lock Name -> Lock Owner/Status Info, DNS Domain Name -> IP List, 服务发现和 DNS 就是名字服务的2大场景。

配置服务 (Configuration Service)

        在服务或者应用运行过程中,提供动态配置或者元数据以及配置管理的服务提供者。

2、nacos注册中心的server与client

        Nacos注册中心分为server与client,server采用Java编写,为client提供注册发现服务与配置服务。而client可以用多语言实现,client与微服务嵌套在一起,nacos提供sdk和openApi,如果没有sdk也可以根据openApi手动写服务注册与发现和配置拉取的逻辑。

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3、领域模型

(1)数据模型

        Nacos 数据模型 Key 由三元组唯一确定, Namespace默认是空串,公共命名空间(public),分组默认是 DEFAULT_GROUP。

  • Namespace 代表不同的环境,如开发dev、测试test、生产环境prod
  • Group 代表某项目,比如爪哇云项目
  • Service 某个项目中具体xxx服务
  • DataId 某个项目中具体的xxx配置文件

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说明:

  • 服务在nacos是一等公民。
  • 不同的命名空间逻辑上是隔离的,不特殊设置的情况下,服务不会跨命名空间请求,命名空间主要的作用是区分服务使用的范围,比如开发、测试、生产、灰度可以分别设置四个命名空间来互相隔离。

(2)服务领域模型

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        Nacos服务领域模型主要分为命名空间、集群、服务。在上图的分级存储模型可以看到,在服务级别,保存了健康检查开关、元数据、路由机制、保护阈值等设置,而集群保存了健康检查模式、元数据、同步机制等数据,实例保存了该实例的ip、端口、权重、健康检查状态、下线状态、元数据、响应时间。

4、注册中心原理

        (1)服务注册方法:

        以Java nacos client v1.0.1 为例子,服务注册的策略的是每5秒向nacos server发送一次心跳,心跳带上了服务名,服务ip,服务端口等信息。同时 nacos server也会向client 主动发起健康检查,支持tcp/http检查。如果15秒内无心跳且健康检查失败则认为实例不健康,如果30秒内健康检查失败则剔除实例。

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       (2)接口调用步骤:

  • 第一步:服务A1,从nacos注册中心获取目标接口对应的服务器列表中的一个服务器实例B1
  • 第二步:服务A1 向 服务B1 发送http请求

        (3)保护阈值的作用 

        【特别注意】当服务A健康实例数/总实例数 < 保护阈值 的时候,说明健康实例真的不多了,这个时候保护阈值会被触发(状态 true),nacos将会把该服务所有的实例信息(健康的+不健康的)全部提供给消费者,消费者可能访问到不健康的实例,导致请求失败,但这样也比造成雪崩要好,牺牲了一些请求,保证了整个系统的一个可用。

5、配置中心原理

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说明:

  • 通过控制台修改配置文件后,nacos检测到MD5有变化 然后将变化的配置文件推送给对应服务。

【说明】本博客内容为博主的学习笔记,部分内容转载自以下资源:

  1. ​​​​​​​什么是 Nacos
  2. Nacos 架构
  3. 什么是Nacos?Nacos注册配置中心介绍
  4. 《服务端开发与面试知识手册》一书,作者:淘苏

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