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Spring Cloud Alibaba Nacos+Nginx+Keepalived高可用集群注册中心搭建

时间：2023-01-17 17:02:32浏览次数：64  
标签：Spring Keepalived Nacos server 集群 nacos 节点 ###

简介

Nacos简介

Nacos官网：https://nacos.io

Nacos源码：https://github.com/alibaba/nacos

下载Nacos服务端压缩包：https://github.com/alibaba/nacos/releases

Nacos三种部署模式

  • 单机模式 - 用于测试和单机试用。
  • 集群模式 - 用于生产环境，确保高可用。
  • 多集群模式 - 用于多数据中心场景。

Nacos安装

单机配置文件

vim /usr/local/nacos/conf/application.properties
#*************** Spring Boot Related Configurations ***************#
### Default web context path:
server.servlet.contextPath=/nacos  
### Default web server port:
server.port=8848   

#*************** Config Module Related Configurations ***************#
### If user MySQL as datasource:
spring.datasource.platform=mysql

### Count of DB:
db.num=1

### Connect URL of DB:
db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user=root
db.password=yibo

启动与关闭服务

[root@nacos-71 nacos]# /usr/local/nacos/bin/startup.sh -m standalone

[root@nacos-71 nacos]# /usr/local/nacos/bin/shutdown.sh

日志状态

2020-06-27 07:58:24,537 INFO Initializing ExecutorService 'taskScheduler'

2020-06-27 07:58:24,961 INFO Tomcat started on port(s): 8848 (http) with context path '/nacos'

2020-06-27 07:58:24,977 INFO Nacos Log files: /usr/local/nacos/logs

2020-06-27 07:58:24,980 INFO Nacos Log files: /usr/local/nacos/conf

2020-06-27 07:58:24,981 INFO Nacos Log files: /usr/local/nacos/data

2020-06-27 07:58:24,981 INFO Nacos started successfully in stand alone mode. use external storage

说明：nacos服务启动完成，并且已经看到日志路径以及配置文件路径与数据目录

日志路径

[root@nacos-71 logs]# tailf  /usr/local/nacos/logs/start.out

安装完毕访问

http://192.168.31.71:8848/nacos/#/login
帐号：nacos
密码：nacos

集群搭建

集群搭建架构图设计

设置主机hosts文件

vim /etc/hosts

192.168.31.31 nacos1
192.168.31.32 nacos2
192.168.31.33 nacos3

nacos集群文件要求设计

#*************** Spring Boot Related Configurations ***************#
### Default web context path:
server.servlet.contextPath=/nacos
### Default web server port:
server.port=8848

#*************** Config Module Related Configurations ***************#
### If user MySQL as datasource:
spring.datasource.platform=mysql   开启mysql数据库


### Count of DB:
db.num=2                     设为2代表连接几个数据库实例

### Connect URL of DB:
db.url.1=jdbc:mysql://192.168.31.30:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.url.2=jdbc:mysql://192.168.31.31:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user=root
db.password=yibo

配置数据库

在nacos/conf目录下找到schema.sql文件，执行schema.sql相关文件，新建nacos库和相关表。

配置集群文件

在nacos的解压目录nacos/的conf目录下，有配置文件cluster.conf，请每行配置成ip:port。(请配置3个或3个以上节点)

  • 更改配置文件名称
[root@nacos-71 conf]# mv cluster.conf.example cluster.conf
  • 设置集群内部IP
[root@nacos-71 conf]# vim /usr/local/nacos/conf/cluster.conf

#it is ip
#example
192.168.31.31:8848
192.168.31.32:8848
192.168.31.33:8848

注意：三台设置一样即可，启动三台nacos服务，切记一定添加主机/etc/hosts进行解析。

  • 启动与关闭服务
[root@nacos-71 nacos]# /usr/local/nacos/bin/startup.sh -m standalone
[root@nacos-71 nacos]# /usr/local/nacos/bin/shutdown.sh

总配置文件详解

#*************** Spring Boot Related Configurations ***************#
### Default web context path:
server.servlet.contextPath=/nacos  项目目录
### Default web server port:
server.port=8848   默认端口

#*************** Network Related Configurations ***************#
### If prefer hostname over ip for Nacos server addresses in cluster.conf:
#nacos.inetutils.prefer-hostname-over-ip=false

### Specify local server's IP: 
当本地环境比较复杂的时候，Nacos服务在启动的时候需要选择运行时使用的IP或者网卡。Nacos从多网卡获取IP参考Spring Cloud设计，
通过nacos.inetutils参数，可以指定Nacos使用的网卡和IP地址。目前支持的配置参数有:
#nacos.inetutils.ip-address=

use-only-site-local-interfaces参数可以让nacos使用局域网ip，这个在nacos部署的机器有多网卡时很有用，可以让nacos选择局域网网卡
nacos.inetutils.use-only-site-local-interfaces=true

ignored-interfaces支持网卡数组，可以让nacos忽略多个网卡
nacos.inetutils.ignored-interfaces[0]=eth0
nacos.inetutils.ignored-interfaces[1]=eth1

preferred-networks参数可以让nacos优先选择匹配的ip，支持正则匹配和前缀匹配
nacos.inetutils.preferred-networks[0]=30.5.124.
nacos.inetutils.preferred-networks[0]=30.5.124.(25[0-5]|2[0-4]\\d|((1d{2})|([1-9]?\\d))),30.5.124.(25[0-5]|2[0-4]\\d|((1d{2})|([1-9]?\\d)))
#*************** Config Module Related Configurations ***************#
### If user MySQL as datasource:
spring.datasource.platform=mysql

### Count of DB:         多数据库连接，如设置2个代表连接两个数据库。
db.num=1

### Connect URL of DB:
db.url.1=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos创建的数据库?....此处省略
true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.url.2=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos创建的数据库?....此处省略
db.user=nacos             帐号：用户名
db.password=nacos         密码：密码

Nginx配置文件信息

worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  logs/access.log  main;

    upstream server_nacos {
        server 192.168.x.64:8880;
        server 192.168.x.65:8880;
        server 192.168.x.66:8880;
     } 
    server {
        listen   80;
        server_name  192.168.30.110;
        location /{
        rewrite ^/(.*)$  http://192.168.x.110/nacos/$1;
           }
        location /nacos/{
        proxy_pass http://server_nacos/nacos/;
        proxy_set_header  host $host;
        proxy_set_header  X-Forwarded-For $remote_addr;
       }
    }
 }

Keepalived配置文件

Master

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   }
   router_id nacos1
}
vrrp_instance VI_52 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.30.110
    }
}

Slave

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   }
   router_id nacos1
}
vrrp_instance VI_52 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.30.110
    }
}

Nacos集群工作原理

集群选举问题：

Nacos支持集群模式，很显然。而一旦涉及到集群，就涉及到主从，那么nacos是一种什么样的机制来实现的集群呢？

 

Nacos的集群类似于zookeeper， 它分为leader角色和follower角色， 那么从这个角色的名字可以看出来，这个集群存在选举的机制。 因为如果自己不具备选举功能，角色的命名可能就是master/slave了。

选举算法 ：

Nacos集群采用 raft 算法来实现，它是相对zookeeper的选举算法较为简单的一种。选举算法的核心在 RaftCore 中，包括数据的处理和数据同步。

 

raft 算法演示地址：http://thesecretlivesofdata.com/raft/

 

在Raft中，节点有三种角色，每个节点都拥有以下三种角色中的一种：

  • Leader：负责接收客户端的请求，并向集群中其他节点下达指令。
  • Candidate：用于选举Leader的一种角色(竞选状态)。
  • Follower：负责响应来自Leader或者Candidate的请求。

产生选举的三个时机

  • 1、在Nacos启动后，还没有产生Leader时的选举。
  • 2、集群成员总量变更时重新选举。
  • 3、Leader节点停止服务后重新选举。

所有节点启动的时候，都是follower状态。 如果在一段时间内如果没有收到leader的心跳（可能是没有leader，也可能是leader挂了），那么follower会变成Candidate。然后发起选举，选举之前，会增加 term，这个 term 和 zookeeper 中的 epoch 的道理是一样的。

 

follower会投自己一票，并且给其他节点发送票据vote，等到其他节点回复在这个过程中，可能出现几种情况

  • 1、收到过半的票数通过，则成为leader。
  • 2、被告知其他节点已经成为leader，则自己切换为follower。
  • 3、一段时间内没有收到过半的投票，则重新发起选举。

约束条件在任一term中，单个节点最多只能投一票

选举的几种情况 :

  • 1、第一种情况，赢得选举之后，leader会给所有节点发送消息，避免其他节点触发新的选举。

  • 2、第二种情况，比如有三个节点A B C。A B同时发起选举，而A的选举消息先到达C，C给A投了一票，当B的消息到达C时，已经不能满足上面提到的约束条件，即C不会给B投票，而A和B显然都不会给对方投票。A胜出之后，会给B,C发心跳消息，节点B发现节点A的term不低于自己的term，知道有已经有Leader了，于是转换成follower。

  • 3、第三种情况， 没有任何节点获得majority投票，可能是平票的情况。加入总共有四个节点（A/B/C/D），Node C、Node D同时成为了candidate，但Node A投了NodeD一票，NodeB投了Node C一票，这就出现了平票 split vote的情况。这个时候大家都在等啊等，直到超时后重新发起选举。如果出现平票的情况，那么就延长了系统不可用的时间,因此raft引入了  randomizedelection timeouts来尽量避免平票情况。

注意：

  • 1、只要UP状态节点不小于1+N/2，集群就能正常运行。
  • 2、小于1+N/2，集群任然可以提供基本服务，但已无法保证Nacos各节点数据一致性。

Nacos节点间的数据同步过程

步骤(注册中心指定为follower节点)：

  • 1、follower会自动将注册心跳包转给Leader节点。
  • 2、Leader节点完成实质的注册登记工作。
  • 3、Leader节点完成注册后向其他follower节点发起同步注册日志的指令。
  • 4、所有可用follower节点在收到指令后进行ack应答，通知消息已收到。
  • 5、当Leader收到过半数follower节点的ack应答后，返回给微服务注册成功的响应信息。

注意——Nacos CP/AP模式切换

CAP原则又称CAP定理，指的是在一个分布式系统中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可得兼。

  • 一致性（C）：在分布式系统中的所有数据备份，在同一时刻是否同样的值。（等同于所有节点访问同一份最新的数据副本）。

  • 可用性（A）：在集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求。（对数据更新具备高可用性）。

  • 分区容忍性（P）：以实际效果而言，分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性，就意味着发生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做出选择。

CAP原则的精髓就是在分布式情况下，要么AP，要么CP，要么AC，但是不存在CAP。如果在某个分布式系统中数据无副本， 那么系统必然满足强一致性条件， 因为只有独一数据，不会出现数据不一致的情况，此时C和P两要素具备，但是如果系统发生了网络分区状况或者宕机，必然导致某些数据不可以访问，此时可用性条件就不能被满足，即在此情况下获得了CP系统，但是CAP不可同时满足 。

 

Nacos 集群默认支持的是CAP原则中的AP原则，但是也可切换为CP原则，切换命令如下：

curl -X PUT '$NACOS_SERVER:8848/nacos/v1/ns/operator/switches?entry=serverMode&value=CP'

同时微服务的bootstrap.properties 需配置如下选项指明注册为临时/永久实例 AP模式不支持数据一致性，所以只支持服务注册的临时实例，CP模式支持服务注册的永久实例，满足配置文件的一致性。

#false为永久实例，true表示临时实例开启，注册为临时实例
spring.cloud.nacos.discovery.ephemeral=false

参考： https://www.gylinux.cn/3210.html

https://blog.csdn.net/weixin_41358004/article/details/108506237

标签：Spring,Keepalived,Nacos,server,集群,nacos,节点,###
From： https://blog.51cto.com/u_14014612/6017399

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