搭建consul 集群

上图是官网提供的一个事例系统图，图中的Server是consul服务端高可用集群，Client是consul客户端。consul客户端不保存数据，客户端将接收到的请求转发给响应的Server端。Server之间通过局域网或广域网通信实现数据一致性。每个Server或Client都是一个consul agent。Consul集群间使用了GOSSIP协议通信和raft一致性算法。上面这张图涉及到了很多术语：

Agent——agent是一直运行在Consul集群中每个成员上的守护进程。通过运行 consul agent 来启动。agent可以运行在client或者server模式。指定节点作为client或者server是非常简单的，除非有其他agent实例。所有的agent都能运行DNS或者HTTP接口，并负责运行时检查和保持服务同步。
Client——一个Client是一个转发所有RPC到server的代理。这个client是相对无状态的。client唯一执行的后台活动是加入LAN gossip池。这有一个最低的资源开销并且仅消耗少量的网络带宽。
Server——一个server是一个有一组扩展功能的代理，这些功能包括参与Raft选举，维护集群状态，响应RPC查询，与其他数据中心交互WAN gossip和转发查询给leader或者远程数据中心。
DataCenter——虽然数据中心的定义是显而易见的，但是有一些细微的细节必须考虑。例如，在EC2中，多个可用区域被认为组成一个数据中心？我们定义数据中心为一个私有的，低延迟和高带宽的一个网络环境。这不包括访问公共网络，但是对于我们而言，同一个EC2中的多个可用区域可以被认为是一个数据中心的一部分。
Consensus——在我们的文档中，我们使用Consensus来表明就leader选举和事务的顺序达成一致。由于这些事务都被应用到有限状态机上，Consensus暗示复制状态机的一致性。
Gossip——Consul建立在Serf的基础之上，它提供了一个用于多播目的的完整的gossip协议。Serf提供成员关系，故障检测和事件广播。更多的信息在gossip文档中描述。这足以知道gossip使用基于UDP的随机的点到点通信。
LAN Gossip——它包含所有位于同一个局域网或者数据中心的所有节点。
WAN Gossip——它只包含Server。这些server主要分布在不同的数据中心并且通常通过因特网或者广域网通信。
RPC——远程过程调用。这是一个允许client请求server的请求/响应机制。

在每个数据中心，client和server是混合的。一般建议有3-5台server。这是基于有故障情况下的可用性和性能之间的权衡结果，因为越多的机器加入达成共识越慢。然而，并不限制client的数量，它们可以很容易的扩展到数千或者数万台。

　　同一个数据中心的所有节点都必须加入gossip协议。这意味着gossip协议包含一个给定数据中心的所有节点。这服务于几个目的：第一，不需要在client上配置server地址。发现都是自动完成的。第二，检测节点故障的工作不是放在server上，而是分布式的。这使得故障检测相比心跳机制有更高的可扩展性。第三：它用来作为一个消息层来通知事件，比如leader选举发生时。

　　每个数据中心的server都是Raft节点集合的一部分。这意味着它们一起工作并选出一个leader，一个有额外工作的server。leader负责处理所有的查询和事务。作为一致性协议的一部分，事务也必须被复制到所有其他的节点。因为这一要求，当一个非leader的server收到一个RPC请求时，它会将请求转发给集群leader。

　　server节点也作为WAN gossip Pool的一部分。这个Pool不同于LAN Pool，因为它是为了优化互联网更高的延迟，并且它只包含其他Consul server节点。这个Pool的目的是为了允许数据中心能够以low-touch的方式发现彼此。这使得一个新的数据中心可以很容易的加入到现存的WAN gossip。因为server都运行在这个pool中，它也支持跨数据中心请求。当一个server收到来自另一个数据中心的请求时，它随即转发给正确数据中心的一个server。该server再转发给本地leader。

　　这使得数据中心之间只有一个很低的耦合，但是由于故障检测，连接缓存和复用，跨数据中心的请求都是相对快速和可靠的。

使用Consul也非常简单，基本可以做到开箱即用

这篇文章《使用C# 和Consul进行分布式系统协调》是在单机上做的，我们现在要搭建一个3节点的集群，本文就是介绍如何搭建一个3节点的Consul集群：

1. 准备工作

　　a) 启动三台虚拟机

　　　　s1：10.0.0.5

　　　　s2：10..0.0.6

　　　　s3：10..0.0.7

　　b) 每台机器上在 /usr/local 新建文件夹　　　　

mkdir –p /usr/local/consul/data

　　c) 下载consul，并将其考入到/usr/local/consul中

　　　　下载地址：https://www.consul.io/downloads.html

sudo wget https://releases.hashicorp.com/consul/0.7.2/consul_0.7.2_linux_amd64.zip

unzip consul_0.7.2_linux_amd64.zip

2. 启动server agent

　　a) 进入consul目录中

b) 执行命令：

sudo ./consul agent -server -bootstrap-expect 2 -data-dir=data -node=n1 -bind=10.0.0.5 -client=0.0.0.0 &

注：
i. server：以server身份启动。
ii. bootstrap-expect：集群要求的最少server数量，当低于这个数量，集群即失效。
iii. data-dir：data存放的目录，更多信息请参阅consul数据同步机制
iv. node：节点id，在同一集群不能重复。
v. bind：监听的ip地址。
vi. client 客户端的ip地址
vii. & ：在后台运行，此为linux脚本语法
vii. 更多参数及配置说明见consul官方说明文档https://www.consul.io/docs/agent/options.html。

c) 修改node和bind信息，分别在另外两台机器中执行上面命令。

sudo ./consul agent -server -bootstrap-expect 2 -data-dir=data -node=n2 -bind=10.0.0.6 -client=0.0.0.0 &

sudo ./consul agent -server -bootstrap-expect 2 -data-dir=data -node=n3 -bind=10.0.0.5 -client=0.0.0.0 &

　　d) 在s2、s3中分别执行：

./consul join 10.0.0.7

到这里整个consul server 集群就算完成了，可以利用consul members查看集群中包含的node信息。使用consul info命令可以查看当前节点状态，包括是否在集群中，是否为leader（主）。

3. 搭建管理工具

consul自带的WEB UI,Web ui是consul提供的可视化的服务web界面，可以对key/value和服务、节点进行操作

　　a) 下载consul web ui（包含一个html和一个static文件件），和本机中的consul放到同级目录。

　　b) 在本机启动consul,需要设置-ui-dir ./webui

sudo ./consul agent -server -bootstrap-expect 2 -data-dir=data -node=n3 -bind=10.0.0.7 -ui-dir=webui -client 0.0.0.0 &
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