SpringCloud-Nacos服务分级存储模型

Nacos 服务分级存储模型是 Nacos 存储服务注册信息和配置信息的核心模型之一。它通过将服务和配置信息按照不同级别进行存储，实现了信息的灵活管理和快速检索，为微服务架构下的服务发现和配置管理提供了高效、可靠的支持。本文将对 Nacos 服务分级存储模型进行深入解析。

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一、服务分级模型

1、服务分级模型介绍

服务分级模型是一种将服务层次化组织的架构设计，通常用于大型分布式系统或微服务架构中。这种模型的目标是通过将服务划分为不同的层级，实现更灵  活、可维护和可扩展的系统架构。

服务分级模型包括以下几个层级：

特性	特性描述
全局级别	在这个层级，通常存储全局配置和共享信息。全局级别的服务对整个系统可见，负责处理全局性的任务和配置，例如全局配置管理、认证、授权等。
集群级别	集群级别的服务组织在物理或逻辑上相邻的节点上，负责处理集群内的任务和协调。这一层级的服务通常处理一组相关联的节点，提供集群级别的服务如负载均衡、故障转移、数据同步等。
服务级别	在服务级别，服务被组织成逻辑单元，每个服务负责实现特定的业务功能。服务级别的服务通常是整个系统的核心，提供具体的业务逻辑，例如用户管理、订单处理等。
实例级别	实例级别是最底层的层级，代表着服务的具体实例。在微服务架构中，服务可能会有多个实例运行在不同的节点上，实现负载均衡和高可用性。

通过将服务划分为这些层级，服务分级模型使得系统的不同部分能够独立演化、扩展和维护。这种分级结构使得系统更具弹性，能够更好地适应不同的需求和变化。

下面是服务分级模型的图解： 

图中我们可以形象的看到， 服务分级模型包括以下几个层级：

• 一级是全局级别（图中省略）
• 二级是服务
• 三级是集群
• 四级是实例（具体到某台部署了某服务的服务器）

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2、服务分级模型作用

那么，为什么需要这么设计服务分级呢？

我们拿区域容灾集群举个例子：

如果我们所有的实例都放在一个机房，那么一旦机房这边出现了不可抗力的破坏，我们的服务也就没有办法继续提供了，会导致系统里该服务涉及的功能不可用，为了避免这种问题，我们需要把实例分散布局，就如同一句谚语 "不能把鸡蛋放在一个篮子里"。

区域容灾集群示意图：

在图中我们可以看到，服务下面设置了三个集群，分别位于杭州、上海、南京。

这样如果杭州集群内的实例A故障了，可以继续调用实例B。

即使杭州的集群的实例全都出现故障，上海和南京的实例也可以替补上来，系统可用性大大增加，这个过程也叫服务的跨集群调用。

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3、服务跨集群调用

如果一个实例不可用了，我们会优先去调用同集群下的另一个实例。但如果一个集群的实例都不可调用了，我们则会跨集群进行调用。

跨集群服务调用示意图：

可以看到杭州集群下面的实例A和实例B都无法正常使用，于是系统跨集群调用到了上海集群的实例C，使得系统可用性大大增加，极大程度避免了服务宕机的风险。 

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4、 服务分级模型特性

服务分级模型主要具有以下特性：

特性	特性描述
层级结构	服务和配置信息按照层级结构进行存储，包括全局级别 、集群级别、服务级别和实例级别等，每个层级存储的信息具有不同的作用范围和生命周期。
继承关系	Nacos的服务分级存储模型支持继承关系，即更高层级的信息可以被子层级继承和覆盖，实现了信息的统一管理和分级继承。
动态更新	Nacos支持动态更新服务和配置信息，当信息发生变化时，可以及时更新到对应的层级，保证了信息的实时性和准确性。
灵活检索	通过灵活的查询接口，可以根据不同层级和条件快速检索到所需的服务和配置信息，满足了微服务架构下信息管理的需求。

这些特性共同构成了服务分级模型的优势，使得其在微服务架构下得到广泛应用和推广。

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二、Nacos实现服务分级模型

1、安装配置Nacos

首先，我们需要从 Nacos 的官方网站下载发布版本。下载地址：Releases · alibaba/nacos · GitHub

选择合适的版本并下载，解压缩得到 Nacos 的安装包。 

在解压后的 Nacos 目录中，找到 bin 文件夹。

用写字板编辑 startup.cmd，将 set MODE= "cluster" 修改为：

set MODE=“standalone”

这将在启动 Nacos Server 时，默认使用 standalone 模式运行。

修改完成后，切换 cmd 到 bin 目录下启动 Nacos Server：

C:\Users\Damon.Liu>d:
D:\>cd D:\Tools\Nacos\bin
D:\Tools\Nacos\bin>startup.cmd -m standalone

这里提醒我需要配一个 java8以上 的 JAVA_HOME 环境变量。

简单配一下：

再次尝试启动 Nacos，这次成功了！

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2、项目引入Nacos

首先，创建一个带有生产者和消费者的SpringCloud微服务项目：

这里就不重头带大家新建了，可以直接看我这篇文章：SpringCloud-创建多模块项目

接着对我们 SpringCloud 项目下 每个子项目 引入 Nacos，下面拿 springcloud-provider 这个子项目进行举例，其他子项目改造方法相同：

① pom.xml增加依赖

pom.xml 里增加 Nacos 自动发现的依赖：

 
    com.alibaba.cloud
    spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
    2021.0.5.0

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② 启动类添加自动发现注解

启动类增加自动服务发现的注解 @EnableDiscoveryClient：

package com.example.springcloudprovider;
 
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
 
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class NacosProviderApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosProviderApplication.class, args);
    }
 
}

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③ 修改 application.yml 配置

修改 application.yml，配置内容修改为：

server:
  #程序端口号
  port: 8081
spring:
  application:
    #应用名称
    name: springcloud-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        #nacos地址
        server-addr: 127.0.0.1:8848
      config:
        import-check:
          enabled: false
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        #公开所有端点
        include: '*'

这样 Nacos 服务就可以自动发现这个子项目的服务了。

访问我们的 Nacos 服务地址：http://localhost:8848/nacos，可以看到控制台的查看已注册服务。

通过以上步骤，我们成功将 springcloud-provider 服务注册到了 Nacos 服务中心。

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3、配置Nacos集群属性并启动

 修改每个服务提供者的 application.yml 配置，nacos 相关配置增加：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        cluster-name: NJ

springcloud-provider 修改后的 application.yml 配置：

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    #应用名称
    name: springcloud-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        #nacos地址
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        cluster-name: SH
      config:
        import-check:
          enabled: false
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        #公开所有端点
        include: '*'

 启动 springcloud-provider ：

Nacos 里可以看到我们启动的这个实例。

点击详情，可以看到实例所在的集群在 SH：

我们在开启一个不同集群的实例。

复制一个配置：

命名为 xxxx-NJ，表示南京地区集群。 

 

 修改 application.yml 配置，集群名为 NJ，端口号为另一端口：

启动该项目，启动成功。

 

回到 Nacos 网站 ，可以看到明细里多了一个集群实例：

 成功实现基于 Nacos 的服务分级模型。

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三、Nacos的丰富功能

Nacos（Namespace Aware Clustered Object Storage）作为一个强大的服务发现、配置管理和服务管理平台，提供了许多丰富的功能。

功能	详述
服务注册	Nacos 作为服务注册中心，支持服务的注册与发现。通过 Nacos，微服务应用可以方便地注册自身服务，同时通过 Nacos 进行服务的发现，以实现微服务之间的通信。
服务发现	服务消费者通过 Nacos 注册中心发现并调用其他服务。
配置管理	Nacos作为配置中心，支持动态配置管理，实时更新应用的配置信息。通过 Nacos 的配置中心，应用可以动态读取配置信息，实现配置的集中管理。Nacos支持配置的动态监听，当配置发生变化时，应用可以立即感知并更新。
命名空间 和分组	acos支持多命名空间和分组，帮助用户更好地管理和隔离不同环境下的服务和配置。 健康检查    Nacos提供了健康检查机制，可实时监测服务的运行状态，确保服务的可用性。
集群和 多数据中心	Nacos支持横向扩展，可以构建成多节点的集群，支持多数据中心的部署，提供高可用和容错能力。
配置共享 和保护	Nacos允许配置共享，支持配置的版本管理和回滚。同时，Nacos提供配置的保护机制，防止配置被误操作删除。
插件扩展	Nacos提供了丰富的插件机制，可以通过插件扩展实现更多自定义功能，如自定义路由、自定义负载均衡策略等。

Nacos 的功能丰富多样，涵盖了服务注册与发现、配置管理、健康检查等多个方面。通过学习 Nacos 的这些核心功能，可以更好地利用 Nacos 构建和管理微服务架构，提升应用的可用性和灵活性。希望这一部分的详解能够帮助你更深入地理解和使用 Nacos。

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四、结语

Nacos服务分级存储模型作为Nacos的核心设计之一，为微服务架构下的服务发现和配置管理提供了强大支持。通过层级结构、继承关系和动态更新等特性，实现了服务和配置信息的高效管理和快速检索，为微服务架构下的应用开发和运维提供了可靠、灵活的解决方案。