服务发现

服务发现

侧重点在于理解服务发现原理与简单实战操作

背景

微服务与分布式

定义

• 微服务:将一个系统按业务划分成多个子系统，每个子系统都是完整的，可独立运行的，子系统间的交互可通过RPC(HTTP协议、消息队列等等)进行通信
• 分布式:服务是分散部署在不同的机器上，通过RPC/WebService交互

关系

• 抽象版理解

​ 分布式其实是一种手段，即把不同的服务部署于不同的机器(地区)，然后这些服务协同作战。而微服务属于分布式的一种(这里其实有异，因为微服务也可以部署于同一服务器,它更强调单一职责，而不关心是否是分布的)，他具有更细颗粒度的划分，重在分散能力，使每个模块都独立。分布式重在资源共享与加快计算机计算速度，同时分散压力

• 通俗版理解

  分布式是对业务的拆分，可以分为水平拆分和垂直拆分。

  比如一个电商项目进行分布式

  • 水平拆分

    表示层：直接对接用户,一般指系统界面,用户可以进行数据录入，删除等操作

    业务层：一系列数据校验,权限校验等等流程

    数据层：与数据库交互，进行数据的增删改查

  • 垂直拆分

    根据业务进行拆分

    订单模块: 仅进行与订单相关的业务流程

    商品模块: ·····

    用户模块：····

    ······

​ 那么微服务呢？其实可以针对垂直拆分的模块进行细化拆分！

不要理解为微服务属于分布式! 这里举例只是区分 分布式 与 微服务

进入正题

意义

​ 刚才简单介绍了分布式与微服务，那么服务发现是为了解决什么问题呢？很明显，如果是传统的服务架构，服务固定运行于一个固定的IP和端口上,如果需要调用服务，则直接利用IP+端口就可以直接访问了，但是在虚拟化与容器化时代，服务部署变得更加简单，而分布式与微服务对服务的切分使服务数量开始增长，服务实例的启动和销毁也开始变得很频繁，所以服务地址可能在不停的动态变更。

​ 调用方视角：怎么找到想调用的服务？找到了ta是不是能正常提供服务？

​ 服务方视角：我是新人，怎么让别人知道我？我要跑路了(挂掉)，又怎么让别人不要再来找我？

简单流程

• 服务启动时候进行注册
• 查询已注册服务信息
• 确认服务状态是否健康

服务注册：服务启动 -> 注册中心注册(ip+port) -> 定时反馈自身状态

服务发现：其他用户可通过注册中心查找到相关信息

服务注册

• 提供某个服务的信息注册到公共的注册中心去

自己注册

服务启动：去统一的服务注册中心进行注册登记

服务运行：持续发送心跳，通知注册中心，服务正常

服务停止：去统一的服务注册中心进行注销

服务异常：不发送心跳，被服务注册中心当作异常，然后移除记录

三方注册

服务启动：三方发现有新服务，就去注册中心帮他登记

服务运行：三方进行监控，通过ping亦或其他方式进行健康检查

服务停止/异常：三方发现服务停止，就去注册中心帮他移除记录

三方注册存在的意义在于，如果服务本身发生了故障，但并没有挂掉，仍然发送心跳，会导致流量仍然打到此服务，所以不能仅凭心跳就确认服务存活，此时需要利用三方的探测/监控进行确认

服务发现

• 新增服务/删除服务能够及时被调用者发现

客户端发现

特点

• Client端本身实现负载均衡的功能，先从注册中心获取可用服务列表，然后通过自身负载均衡算法，选择一个最合理的服务提供者进行调用

优点

• 客户端决定负载均衡算法，可以自由定制策略，比如轮询、加权、哈希等
• 扩展灵活
• 去中心化(这也是微服务的目的)

缺点

• 和注册中心强耦合，如果更改注册中心，需要修改代码
• 负载策略修改，需要更新所有客户端的负载均衡

服务端发现

这里负载均衡器是否属于注册中心都可以，但是他一定要和服务信息进行数据交互才能进行请求转发

特点

• 负载均衡器独立于客户端，Client请求负载均衡器，负载均衡器与注册服务信息进行数据交互，进而选择合适的服务供客户端调用

优点

• 客户端无需关心服务列表，以及采用什么负载策略
• 负载策略更新或者注册中心更换，只需要负载均衡器修改即可

缺点

• 每次请求都需要经过注册中心，注册中心压力会比较大

不知道你有没有看出来，通过对比客户端发现与服务端发现两种模式，发现多中心化，去中心化总是会增加更新代价，这与分布式的数据一致性有何关系？

服务发现框架

虽然对比起来，Zookeeper、Etcd不占优势，但是一个毕竟是经验丰富的长辈(旧时代的残党(Zookeeper))，一个是满身光环的新人(新时代的船(没错，船指的就是K8s)桨(Etcd)),那么接下来我们就介绍一下Consul(狗头)吧

Consul

无论Etcd、Consul都是用Raft算法保证一致性与高可用!

但是这里对Consul不做过多的原理介绍，主要是玩一下Consul

特点

• 服务发现
• 健康检查
• K/V存储
• 安全通讯
• 多数据中心

端口

部署

不多BB，直接用Docker-Compose玩一下

1/docker拉取consul最新镜像

docker pull consul	// 拉取镜像
docker images // 查看镜像

2/docker-compose一键启动

这里一共启动了4个consul，其中consul1 是主节点，consul2、consul3 是子节点。consul4是提供ui服务

version: '3.5'
services:
  consul1:
    image: consul:latest
    container_name: consul1
    restart: always
    command: agent -server -client=0.0.0.0 -bootstrap-expect=3 -node=consul1
    volumes:
      - /data/consul/consul1/data:/consul/data
      - /data/consul/consul1/config:/consul/config
  consul2:
    image: consul:latest
    container_name: consul2
    restart: always
    command: agent -server -client=0.0.0.0 -retry-join=consul1 -node=consul2
    volumes:
      - /data/consul/consul2/data:/consul/data
      - /data/consul/consul2/config:/consul/config
    depends_on:
      - consul1
  consul3:
    image: consul:latest
    container_name: consul3
    restart: always
    command: agent -server -client=0.0.0.0 -retry-join=consul1 -node=consul3
    volumes:
      - /data/consul/consul3/data:/consul/data
      - /data/consul/consul3/config:/consul/config
    depends_on:
      - consul1
  consul4:
    image: consul:latest
    container_name: consul4
    restart: always
    ports:
      - 8500:8500
    command: agent -client=0.0.0.0 -retry-join=consul1 -ui -node=client1
    volumes:
      - /data/consul/consul4/data:/consul/data
      - /data/consul/consul4/config:/consul/config

docker-compose -f consul_cluster.yaml up -d	// 一键启动服务

查看consul节点情况

docker exec -t consul1 consul members

访问consul界面(ip+8500)

3/服务注册

• 启动一个http服务

python -m http.server 8001

• 使用python进行服务注册

  # pip install python-consul
  from pprint import pprint
  
  import consul
  
  CONSUL_CONFIG = {
      "consul_host": "xxxxx",
      "consul_port": "8500"
  }
  
  SERVICE_CONFIG = {
      "name": "test1",
      "host": "xxxxx",
      "port": 8001,
  }
  
  
  class Consul(object):
      def __init__(self):
          # 建立链接
          self._consul = consul.Consul(CONSUL_CONFIG["consul_host"], CONSUL_CONFIG["consul_port"])
          self.service_name = SERVICE_CONFIG["name"]
          self.service_host = SERVICE_CONFIG["host"]
          self.service_port = SERVICE_CONFIG["port"]
  
      def register_service(self, tags=[]):
          # 注册服务
          self._consul.agent.service.register(self.service_name, self.service_name, self.service_host, self.service_port,
                                              tags,
                                              check=consul.Check().tcp(self.service_host, self.service_port, "10s", "30s",
                                                                       "30s"))  # tcp 后三个参数为 检查时间间隔，超时时间, 注销时间
  
      def get_service(self):
          services = self._consul.agent.services()
          service = services.get(self.service_name)
          if not service:
              return None, None
          addr = f"{service['Address']}-{service['Port']}"
          return service, addr
  
      def run(self):
          self.register_service()
          check = consul.Check().tcp(self.service_host, self.service_port, "10s", "30s", "30s")
          pprint(check)
          res = self.get_service()
          pprint(res)
  
  
  if __name__ == '__main__':
      Consul().run()
  
  

• 查看注册情况

  

• 关闭服务(时间过后自动注销)

  

4/服务发现

暂时不涉及访问控制，即不用验证即可访问节点

思考

服务发现中无论是客户端发现还是服务端发现模式，感觉都和DNS的运作原理有点相似，搜索看了一下，阿里巴巴已经有基于DNS的服务发现