一、consul的相关概述

1、什么是服务注册与发现

       服务注册与发现是微服务架构中不可或缺的重要组件。起初服务都是单节点的，不保障高可用性，也不考虑服务的压力承载，服务之间调用单纯的通过接口访问。直到后来出现了多个节点的分布式架构，起初的解决手段是在服务前端负载均衡，这样前端必须要知道所有后端服务的网络位置，并配置在配置文件中。这里就会有几个问题：
●如果需要调用后端服务A-N，就需要配置N个服务的网络位置，配置很麻烦
●后端服务的网络位置变化，都需要改变每个调用者的配置

       既然有这些问题，那么服务注册与发现就是解决这些问题的。后端服务A-N可以把当前自己的网络位置注册到服务发现模块，服务发现就以K-V的方式记录下来，K一般是服务名，V就是IP:PORT。服务发现模块定时的进行健康检查，轮询查看这些后端服务能不能访问的了。前端在调用后端服务A-N的时候，就跑去服务发现模块问下它们的网络位置，然后再调用它们的服务。这样的方式就可以解决上面的问题了，前端完全不需要记录这些后端服务的网络位置，前端和后端完全解耦！

2、consul介绍以及工作原理

• consul是google开源的一个使用go语言开发的服务管理软件。
• 支持多数据中心、分布式高可用的、服务发现和配置共享。
• 采用Raft算法，用来保证服务的高可用。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。

简而言之，consul 的作用便是可以自动发现并记录后端应用节点的网络位置，再配合配置中心的配置模板文件，自动生成负载均衡器的配置文件，从而省去了人工的管理参与

consul的模式：

• client模式：可用于接收后端应用服务发来的注册信息，并转发给server节点，没有持久化能力
• server模式：可用于接收后端应用服务或client节点发来的注册信息，还可在server节点之间同步注册信息，具有持久化注册信息到本地的能力

注：server-leader是所有server节点的老大，它和其它server节点不同的是，它需要负责同步注册的信息给其它的server节点，同时也要负责各个节点的健康监测。

consul提供的一些关键特性：

• 服务注册与发现：consul通过DNS或者HTTP接口使服务注册和服务发现变的很容易，一些外部服务，例如saas提供的也可以一样注册。
• 健康检查：健康检测使consul可以快速的告警在集群中的操作。和服务发现的集成，可以防止服务转发到故障的服务上面。
• Key/Value存储：一个用来存储动态配置的系统。提供简单的HTTP接口，可以在任何地方操作。
• 多数据中心：无需复杂的配置，即可支持任意数量的区域。

二、consul 部署

环境准备：

• 负载均衡服务器：192.168.10.23
• consul服务器：192.168.10.24
• registrator服务器：192.168.10.25

1、部署consul服务器 

初始化（所有主机进行）

systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
setenforce: SELinux is disabled
vim /etc/selinux/config 

下载并解压压缩包 

mkdir /opt/consul
cd /opt/consul
unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
mv consul /usr/local/bin/
#将consul压缩包放入opt，解压后移动到/usr/local/bin目录可全局使用consul命令

设置代理，在后台启动 consul 服务端

 mkdir /opt/data

consul agent \      #设置代理，在后台启动 consul 服务端
-server \
-bootstrap \
-ui \
-data-dir=/var/consul/data \
-bind=192.168.10.24 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server01 
-datacenter=dc1 &> /var/log/consul.log &

-----------------------------------------------------------------------------------------
-server： 以server身份启动。默认是client。
-bootstrap ：用来控制一个server是否在bootstrap模式，在一个数据中心中只能有一个server处于bootstrap模式，当一个server处于 bootstrap模式时，可以自己选举为 server-leader。
-bootstrap-expect=2 ：集群要求的最少server数量，当低于这个数量，集群即失效。
-ui ：指定开启 UI 界面，这样可以通过 http://localhost:8500/ui 这样的地址访问 consul 自带的 web UI 界面。
-data-dir ：指定数据存储目录。
-bind ：指定用来在集群内部的通讯地址，集群内的所有节点到此地址都必须是可达的，默认是0.0.0.0。
-client ：指定 consul 绑定在哪个 client 地址上，这个地址提供 HTTP、DNS、RPC 等服务，默认是 127.0.0.1。
-node ：节点在集群中的名称，在一个集群中必须是唯一的，默认是该节点的主机名。
-datacenter ：指定数据中心名称，默认是dc1。

 ps aux | grep consul
netstat -lntp | grep consul

启动consul后默认会监听5个端口：
8300：replication、leader farwarding的端口
8301：lan cossip的端口
8302：wan gossip的端口
8500：web ui界面的端口
8600：使用dns协议查看节点信息的端口

通过8500端口在web网页进行查看 

2、部署registrator服务器

安装gliderlabs/registrator镜像

cd /opt   #在该目录下下载registrator.tar压缩包
ls
docker load -i registrator.tar  #下载镜像

容器服务自动加入 Nginx 集群

docker run -d \
--name=registrator \
--net=host \
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \
--restart=always \
gliderlabs/registrator:latest \
consul://192.168.10.24:8500

----------------------------------------------------------------------------------------------------------
--net=host ：把运行的docker容器设定为host网络模式。
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock ：把宿主机的Docker守护进程(Docker daemon)默认监听的Unix域套接字挂载到容器中。
--restart=always ：设置在容器退出时总是重启容器。
--ip ：此选项要放在镜像后面，指定注册信息的ip为宿主机的ip地址，默认为容器的ip地址
consul ：指定consul服务器的IP和端口。

 验证 tomcat 和 nginx 服务是否注册到 consul

3、配置并使用consul-template

Consul-Template是基于Consul的自动替换配置文件的应用。Consul-Template是一个守护进程，用于实时查询Consul集群信息，并更新文件系统上任意数量的指定模板，生成配置文件。更新完成以后，可以选择运行 shell 命令执行更新操作，重新加载 Nginx。

Consul-Template可以查询Consul中的服务目录、Key、Key-values 等。这种强大的抽象功能和查询语言模板可以使 Consul-Template 特别适合动态的创建配置文件。例如：创建Apache/Nginx Proxy Balancers 、 Haproxy Backends等。

安装nginx

[root@hwc ~]# cd /opt
[root@hwc opt]# ls
containerd  mysql-5.7.44  nginx.repo  rh
[root@hwc opt]# yum install -y nginx
[root@hwc opt]# systemctl enable --now nginx

配置nginx

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
http {
    include  vhost/*.conf;  #添加虚拟主机目录
    include  mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
......
 
//创建虚拟主机目录
mkdir /usr/local/nginx/conf/vhost
 
//创建日志文件目录
mkdir /var/log/nginx
 
//启动nginx
nginx

cd conf.d/
vim conf.d/default.conf
proxy_pass http://backends;
proxy_set_header HOST $host;
proxy_set_header X-REAL-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
添加
touch upstream.conf
upstream backends {
   server 192.168.9.113:1314;
}
 
nginx -t
systemctl restart nginx

创建配置consul complate模板文件

cd /opt
mkdir consul
vim nginx.ctmpl
upstream backends {
    {{range service "nginx"}}
    server {{.Address}}:{{.Port}};
    {{end}}
}
 
上传consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip
unzip consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip
mv consul-template /usr/local/bin/
 
consul-template --consul-addr 192.168.10.24:8500 --template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/etc/nginx/upstream.conf:/usr/sbin/nginx -s reload" --log-level=info   #consul-template启动命令
 

重新打开一个端口查看，会发现相关配置已经自动生成 

添加或删除容器都可以实时查看到 

4、添加consul节点

consul服务器
cd /usr/local/bin
scp consul 192.168.10.23:`pwd`
scp consul 192.168.10.25:`pwd`
 
docker容器节点
mkdir -p /opt/consul/data
consul agent -server -ui -data-dir=/opt/consul/data -bind=192.168.10.23 -client=0.0.0.0 -node=consul-server02 -datacenter=dc1 -enable-script-checks=true -join 192.168.10.24 &> /opt/consul/consul.log &
 
mkdir -p /opt/consul/data
consul agent -server -ui -data-dir=/opt/consul/data -bind=192.168.10.25 -client=0.0.0.0 -node=consul-server03 -datacenter=dc1 -enable-script-checks=true -join 192.168.10.24 &> /opt/consul/consul.log &
consul members

将节点退出集群

在想让其退出的节点使用
consul leave

 

总结：

consul  实现服务自动发现和注册的工具
解决什么问题？
如果后端应用服务器集群节点数量很多，前端的负载均衡器配置和管理会很麻烦的问题：
负载均衡器的后端应用节点配置条目数会很多，配置管理起来会很麻烦；
如果后端应用节点的网络位置发生了变化，还需要修改所有调用这些后端应用节点的负载均衡器的配置

consul 可以自动发现并记录这些后端应用节点的网络位置，再配合配置中心的配置模板文件，自动生成负载均衡器的配置文件，从而省去了人工的管理参与

consul的模式：
client模式：可用于接收后端应用服务发来的注册信息，并转发给server节点，没有持久化能力

server模式：可用于接收后端应用服务或client节点发来的注册信息，还可在server节点之间同步注册信息，具有持久化注册信息到本地的能力
server-leader节点：负责同步注册信息给其它的server节点，并对各个节点做健康检查

consul启动命令
consul agent -server -bootstrap -ui -data-dir=/opt/consul/data  -bind=192.168.80.30  -client=0.0.0.0   -node=consul-server01  -datacenter=dc1 &> /opt/consul/consul.log &
 

consul agent -server -ui -data-dir=/opt/consul/data -bind=192.168.80.20 -client=0.0.0.0 -node=consul-server02 -datacenter=dc1 -enable-script-checks=true -join 192.168.80.30 &> /opt/consul/consul.log &

registrator启动命令
docker run -d --name registrator --network=host -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock --restart=always gliderlabs/registrator:latest --ip=服务器IP consul://192.168.80.30:8500

consul-template启动命令
consul-template --consul-addr 192.168.80.30:8500 --template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/etc/nginx/upstream.conf:/usr/sbin/nginx -s reload" --log-level=info
                                                                  

模板文件格式：
{{range service "服务名"}}    #从指定的service中获取注册信息
{{.Address}}:{{.Port}}        # .Address代表注册信息的ip地址    .Port代表注册信息的端口号
{{end}}