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常见的注册中心

2023-01-03说编程609

服务注册

有两种形式:客户端注册和代理注册。

客户端注册是服务自己要负责注册与注销的工作。当服务启动后注册线程向注册中心注册,当服务下线时注销自己。弊端是注册注销逻辑与服务的业务逻辑耦合在一起,如果服务使用不同语言开发,那需要适配多套服务注册逻辑。

代理注册由一个单独的代理服务负责注册与注销。当服务提供者启动后以某种方式通知代理服务,然后代理服务负责向注册中心发起注册工作。弊端是多引用了一个代理服务,并且代理服务要保持高可用状态。

服务发现

服务发现也分为客户端发现和代理发现。

客户端发现是指客户端负责向注册中心查询可用服务地址,获取到所有的可用实例地址列表后客户端根据负载均衡算法选择一个实例发起请求调用。

这种方式非常直接,客户端可以控制负载均衡算法。但是缺点也很明显,获取实例地址、负载均衡等逻辑与服务的业务逻辑耦合在一起,如果服务发现或者负载平衡有变化,那么所有的服务都要修改重新上线。

代理发现是指新增一个路由服务负责服务发现获取可用的实例列表,服务消费者如果需要调用服务A的一个实例可以直接将请求发往路由服务,路由服务根据配置好的负载均衡算法从可用的实例列表中选择一个实例将请求转发过去即可,如果发现实例不可用,路由服务还可以自行重试,服务消费者完全不用感知。

心跳机制

如果服务有多个实例,其中一个实例出现宕机,注册中心是可以实时感知到,并且将该实例信息从列表中移出,也称为摘机。

心跳检测有主动和被动两种方式。

被动检测是指服务主动向注册中心发送心跳消息,时间间隔可自定义,比如配置5秒发送一次,注册中心如果在三个周期内比如说15秒内没有收到实例的心跳消息,就会将该实例从列表中移除。

主动检测是注册中心主动发起,每隔几秒中会给所有列表中的服务实例发送心跳检测消息,如果多个周期内未发送成功或未收到回复就会主动移除该实例

Consul

consul是google开源的一个使用go语言开发的服务发现、配置管理中心服务。内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案,不再需要依赖其他工具(比如ZooKeeper等)。服务部署简单,只有一个可运行的二进制的包。每个节点都需要运行agent,他有两种运行模式server和client。每个数据中心官方建议需要3或5个server节点以保证数据安全,同时保证server-leader的选举能够正确的进行。

Consul 遵循CAP原理中的CP原则,保证了强一致性和分区容错性,且使用的是Raft算法,比zookeeper使用的Paxos算法更加简单。

client表示consul的client模式,就是客户端模式。是consul节点的一种模式,这种模式下,所有注册到当前节点的服务会被转发到server,本身是不持久化这些信息。

server表示consul的server模式,表明这个consul是个server,这种模式下,功能和client都一样,唯一不同的是,它会把所有的信息持久化的本地,这样遇到故障,信息是可以被保留的。

server-leader和其它server不一样的一点是,它需要负责同步注册的信息给其它的server,同时也要负责各个节点的健康监测。

raft 各server节点之间的数据一致性保证,使用的一致性协议是raft,而zookeeper用的paxos,etcd采用的也是raft。

服务发现协议consul采用http和dns协议,etcd只支持http

Eureka

Eureka 包含两个组件:Eureka Server和 Eureka Client

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自我保护机制

Eureka 自我保护机制是为了防止误杀服务而提供的一个机制。当个别客户端出现心跳失联时,则认为是客户端的问题,剔除掉客户端;当 Eureka 捕获到大量的心跳失败时,则认为可能是网络问题,进入自我保护机制;当客户端心跳恢复时,Eureka 会自动退出自我保护机制。

默认情况下,如果 Eureka Server 在一定的时间90s 内没有接收到某个微服务实例的心跳,会注销该实例。但是在微服务架构下服务之间通常都是跨进程调用,网络通信往往会面临着各种问题,比如微服务状态正常,网络分区故障,导致此实例被注销。固定时间内大量实例被注销,可能会严重威胁整个微服务架构的可用性。为了解决这个问题,Eureka 开发了自我保护机制。Eureka Server 在运行期间会去统计心跳失败比例在 15 分钟之内是否低于 85%,如果低于 85%,Eureka Server 即会进入自我保护机制。

Eureka Server 进入自我保护机制,会出现以下几种情况:

1、Eureka 不再从注册列表中移除因为长时间没收到心跳而应该过期的服务

2、Eureka 仍然能够接受新服务的注册和查询请求,但是不会被同步到其它节点上(即保证当前节点依然可用)

3、当网络稳定时,当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中

Eureka 集群原理

Eureka Server 集群相互之间通过 Replicate 来同步数据,相互之间不区分主节点和从节点,所有的节点都是平等的。在这种架构中,节点通过彼此互相注册来提高可用性,每个节点需要添加一个或多个有效的 serviceUrl 指向其他节点。如果某台 Eureka Server 宕机,Eureka Client 的请求会自动切换到新的 Eureka Server 节点。当宕机的服务器重新恢复后,Eureka 会再次将其纳入到服务器集群管理之中。当节点开始接受客户端请求时,所有的操作都会进行节点间复制,将请求复制到其它 Eureka Server 当前所知的所有节点中。

Eureka Server 集群之间的状态是采用异步方式同步的,所以不保证节点间的状态一定是一致的,不过基本能保证最终状态是一致的。

Eurka 保证 AP

Eureka Server 各个节点都是平等的,几个节点挂掉不会影响正常节点的工作,剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而 Eureka Client 在向某个 Eureka 注册时,如果发现连接失败,则会自动切换至其它节点。只要有一台 Eureka Server 还在,就能保证注册服务可用(保证可用性),只不过查到的信息可能不是最新的(不保证强一致性)。

Zookeeper

与Eureka 有所不同,Apache Zookeeper 在设计时就紧遵CP原则,即任何时候对 Zookeeper 的访问请求都能得到一致的数据结果,同时系统对网络分割具备容错性,但是 Zookeeper 不能保证每次服务请求都是可达的。从 Zookeeper 的实际应用情况来看,在使用 Zookeeper 获取服务列表时,如果此时的 Zookeeper 集群中的 Leader 宕机了,该集群就要进行 Leader 的选举,又或者 Zookeeper 集群中半数以上服务器节点不可用(例如有三个节点,如果节点一检测到节点三挂了 ,节点二也检测到节点三挂了,那这个节点才算是真的挂了),那么将无法处理该请求。所以说,Zookeeper 不能保证服务可用性。

Nacos

Nacos是阿里开源的,Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服务发现。Nacos除了服务的注册发现之外,还支持动态配置服务。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。一句话概括就是Nacos = 注册中心 + 配置中心。

Nacos支持CP+AP模式,即Nacos可以根据配置识别为CP模式或AP模式,默认是AP模式。如果注册Nacos的client节点注册时ephemeral=true,那么Nacos集群对这个client节点的效果就是AP,采用distro协议实现;而注册Nacos的client节点注册时ephemeral=false,那么Nacos集群对这个节点的效果就是CP的,采用raft协议实现。根据client注册时的属性,AP,CP同时混合存在,只是对不同的client节点效果不同。Nacos可以很好的解决不同场景的业务需求。

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