小編給大家分享一下.NET Core微服務之基于Consul如何實現(xiàn)服務治理，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！
Consul是HashiCorp公司推出的開源工具，用于實現(xiàn)分布式系統(tǒng)的服務發(fā)現(xiàn)與配置。與其他分布式服務注冊與發(fā)現(xiàn)的方案，比如 Airbnb的SmartStack等相比，Consul的方案更“一站式”，內置了服務注冊與發(fā)現(xiàn)框 架、分布一致性協(xié)議實現(xiàn)、健康檢查、Key/Value存儲、多數(shù)據(jù)中心方案，不再需要依賴其他工具（比如ZooKeeper等），使用起來也較 為簡單。
Consul用Golang實現(xiàn)，因此具有天然可移植性（支持Linux、windows和Mac OS X）；安裝包僅包含一個可執(zhí)行文件，方便部署，與Docker等輕量級容器可無縫配合。
關于Consul的更多介紹，比如優(yōu)點，這里就不再贅述了，上網(wǎng)一搜就可以隨處找到了。但是，必須貼一個和其他類似軟件的對比：
此外，關于Consul的架構以及相關的角色，如下圖所示：
要想利用Consul提供的服務實現(xiàn)服務的注冊與發(fā)現(xiàn)，我們需要建立Consul Cluster。在Consul方案中，每個提供服務的節(jié)點上都要部署和運行Consul的Client Agent，所有運行Consul Agent節(jié)點的集合構成Consul Cluster。Consul Agent有兩種運行模式：Server和Client。這里的Server和Client只是Consul集群層面的區(qū)分，與搭建在Cluster之上的應用服務無關。以Server模式運行的Consul Agent節(jié)點用于維護Consul集群的狀態(tài)，官方建議每個Consul Cluster至少有3個或以上的運行在Server Mode的Agent，Client節(jié)點不限。
Consul支持多數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心的Consul Cluster都會在運行于Server模式下的Agent節(jié)點中選出一個Leader節(jié)點，這個選舉過程通過Consul實現(xiàn)的raft協(xié)議保證，多個 Server節(jié)點上的Consul數(shù)據(jù)信息是強一致的。處于Client Mode的Consul Agent節(jié)點比較簡單，無狀態(tài)，僅僅負責將請求轉發(fā)給Server Agent節(jié)點。
這里我準備了三臺Linux(CentOS)虛擬機和一臺Windows Server 2008 R2虛擬機，借助VMware Workstation搭建，如下圖所示。
其中，192.168.80.100會作為leader角色，其余兩臺192.168.80.101和192.168.80.102會作為follower角色。當然，實際環(huán)境中l(wèi)eader角色不會是一個固定的，會隨著環(huán)境的變化（比如Leader宕機或失聯(lián)）由算法選出新的leader。在進行下面的操作會前，請確保三臺節(jié)點能夠相互ping通，并能夠和宿主機也ping通。另外，192.168.80.71會作為client角色，并且和其余三臺虛擬機互相ping通。
Consul的下載很簡單，直接去：https://www.consul.io/downloads.html 選擇對應的平臺即可。
這里我們的linux虛擬機選擇的是Linux版本：
下載之后是一個zip文件，我們通過XFtp等工具將其傳送到我們的linux節(jié)點中即可。
而Windows Server虛擬機選擇的是Windows版本，不再贅述。
分別在三臺節(jié)點中解壓，解壓命令：
> unzip consul_1.1.0_linux_386.zip
解壓之后將consul復制到我們的自定義文件目錄中，比如：/usr/local/consul
> cp consul /usr/local/consul
分別在三臺節(jié)點中設置環(huán)境變量：
> vim /etc/profile
在profile中增加一行CONSUL_HOME并更改PATH：
# Consul
export CONSUL_HOME=/usr/local/consul
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$CONSUL_HOME;
使得配置生效
> source /etc/profile
測試是否生效，在三個節(jié)點測試輸入consul
> consul
看到下圖所示的命令提示，就代表OK了。
分別在三臺節(jié)點上執(zhí)行以下命令即可啟動Consul
192.168.80.100>consul agent -server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-1 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.80.100 -datacenter=dc1
192.168.80.101>consul agent -server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-2 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.80.101 -datacenter=dc1 -join 192.168.80.100
192.168.80.102>consul agent -server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir=/tmp/consul -node=consul-3 -client=0.0.0.0 -bind=192.168.80.102 -datacenter=dc1 -join 192.168.80.100
注意101和102的啟動命令中，有一句 -join 192.168.80.100 => 有了這一句，就把101和102加入到了100所在的集群中。
啟動之后，集群就開始了Vote（投票選Leader）的過程，通過下面的命令可以看到集群的情況：
在Windows Server虛擬機上啟動：
> consul agent -bind 0.0.0.0 -client 192.168.80.71 -data-dir=C:\Counsul\tempdata -node EDC.DEV.WebServer -join 192.168.80.100
啟動后會有如下提示：
Consul不僅提供了豐富的命令查看集群情況，還提供了一個WebUI，默認端口8500，我們可以通過訪問這個URL（eg.http://192.168.80.100:8500）得到如下圖所示的WebUI：
可以看到三個節(jié)點都正常啟動，下面我們就來試試向Consul注冊一下我們基于ASP.NET Core的WebAPI服務。
這里我暴力一點直接將Leader節(jié)點關機：shutdown -h now，可以看到我們的80.100已經(jīng)掛了。
查看其余兩個節(jié)點的日志可以發(fā)現(xiàn)，consul-3 (80.102)被選為了新的leader：
當然，也可以通過80.101或102的WebUI查看：
也可以通過以下命令查看目前的各個Server的角色狀態(tài)：
> consul operator raft list-peers
雖然這里80.100這個原leader節(jié)點掛掉了，但是只要超過一半的Server（這里是2/3還活著）還活著，集群是可以正常工作的，這也是為什么像Consul、ZooKeeper這樣的分布式管理組件推薦我們使用3個或5個節(jié)點來部署的原因。
Step1.創(chuàng)建一個ASP.NET Core WebAPI程序
Step2.創(chuàng)建一個HealthController用于Consul的健康檢查
重慶分公司
重慶分公司
[Produces("application/json")]
[Route("api/Health")] public class HealthController : Controller
{
[HttpGet] public IActionResult Get() => Ok("ok");
}
*.Consul會通過call這個API來確認Service的健康狀態(tài)。
Step3.改寫啟動代碼，調用Consul API注冊服務
（1）通過Nuget安裝Consul的.NET客戶端
PM> install-package Consul
（2）基于IApplicationBuilder寫一個擴展方法，用于調用Consul API
public static class AppBuilderExtensions
{ public static IApplicationBuilder RegisterConsul(this IApplicationBuilder app, IApplicationLifetime lifetime, ServiceEntity serviceEntity)
{ var consulClient = new ConsulClient(x => x.Address = new Uri($"http://{serviceEntity.ConsulIP}:{serviceEntity.ConsulPort}"));//請求注冊的 Consul 地址
var httpCheck = new AgentServiceCheck()
{
DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(5),//服務啟動多久后注冊
Interval = TimeSpan.FromSeconds(10),//健康檢查時間間隔，或者稱為心跳間隔
HTTP = $"http://{serviceEntity.IP}:{serviceEntity.Port}/api/health",//健康檢查地址
Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5)
}; // Register service with consul
var registration = new AgentServiceRegistration()
{
Checks = new[] { httpCheck },
ID = Guid.NewGuid().ToString(),
Name = serviceEntity.ServiceName,
Address = serviceEntity.IP,
Port = serviceEntity.Port,
Tags = new[] { $"urlprefix-/{serviceEntity.ServiceName}" }//添加 urlprefix-/servicename 格式的 tag 標簽，以便 Fabio 識別 };
consulClient.Agent.ServiceRegister(registration).Wait();//服務啟動時注冊，內部實現(xiàn)其實就是使用 Consul API 進行注冊（HttpClient發(fā)起）
lifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
{
consulClient.Agent.ServiceDeregister(registration.ID).Wait();//服務停止時取消注冊 }); return app;
}
*.這里主要是參考的田園的蟋蟀的Code，鏈接見參考資料部分。
（3）在Starup類的Configure方法中，調用此擴展方法
// This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, IApplicationLifetime lifetime)
{ if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
app.UseMvc(); // register this service
ServiceEntity serviceEntity = new ServiceEntity
{
IP = NetworkHelper.LocalIPAddress,
Port = Convert.ToInt32(Configuration["Service:Port"]),
ServiceName = Configuration["Service:Name"],
ConsulIP = Configuration["Consul:IP"],
ConsulPort = Convert.ToInt32(Configuration["Consul:Port"])
};
app.RegisterConsul(lifetime, serviceEntity);
}
其中ServiceEntity類定義如下：
View Code
其中用到了appSettings.json配置文件，其定義如下：
View Code
*.這段代碼不再解釋，一眼就能看懂。另外，除了調用Consul API之外，還可以通過配置文件的方式，例如以下配置文件格式，這里不再演示。
View Code
Step4.保留默認創(chuàng)建的ValuesController，其余不再創(chuàng)建任何API，不是本次實驗的重點。當然，你可以集成一下Swagger，這樣有個界面文檔可以看。
這里我默認跳轉到healthcontroller：
Step1.在.NET Core程序中進行發(fā)布很簡單，既可以采用原來在VS里邊創(chuàng)建配置文件進行發(fā)布，也可以使用命令行（例如：dotnet publish），這里我還是在VS里面發(fā)布，得到Release文件
Step2.通過Ftp工具copy到Windows Server虛擬機中
Step3.這里我的Windows Server虛擬機是2008 R2，需要裝一個Windows Server Hosting，下載地址：點我點我。如果不安裝這個，你的IIS是跑不起來.NET Core程序的。
Step4.按照你熟悉的方式在IIS中添加一個網(wǎng)站（服務）：
Step5.更改默認應用程序池的.net framework版本為“無托管代碼”。
Step6.照理說，到這里就OK了，點擊瀏覽訪問，TMD，給我報了個502.5的錯誤
于是乎網(wǎng)上一陣搜索，發(fā)現(xiàn)需要打個補丁（Windows6.1-KB2533623-x64.msu），下載地址：點我點我。
Step7.安裝補丁之后，重啟IIS，可以成功訪問了=>確保Consul能夠call到我們的服務的health API。
Step1.訪問Consul的WebUI查看服務是否注冊成功：可以看到我們的ClientService已成功注冊
Step2.Consul不僅僅提供了服務注冊，還提供了服務發(fā)現(xiàn)，我們可以通過調用其提供的API來發(fā)現(xiàn)服務的IP和Port。
Url>http://192.168.80.100:8500/v1/catalog/service/CAS.NB.ClientService
*.我們可以看到返回了ClientService的ServiceAddress和ServicePort，就可以通過其組成URL進行服務調用了。當然，我們可能會對一個服務部署多個實例，以組成集群來實現(xiàn)負載均衡。我們可以設置一些負載均衡的策略，假設通過取模運算隨機選擇一個服務地址返回給服務消費者。
Step3.這里我們將發(fā)布的Release文件在Windows Server虛擬機上copy一份，并改一下配置文件，讓其ServiceName變?yōu)镃AS.NB.ProductService，其Port變?yōu)?820，在IIS上再添加一個網(wǎng)站，啟動起來，再通過WebUI查看Consul集群狀態(tài)：
Step4.這時我們再通過以下API進行服務發(fā)現(xiàn)：
Url>http://192.168.80.100:8500/v1/catalog/service/CAS.NB.ProductService
本篇主要基于一個最小化的集群搭建了一個Consul服務治理組件，并將ASP.NET Core API程序注冊到了Consul，并嘗試通過Consul進行服務發(fā)現(xiàn)（雖然沒有模擬具體的服務消費）。本篇沒有仔細講述Consul的介紹、優(yōu)點、缺點，因為本人也沒有啥實際的經(jīng)驗，因此只能是站在其他園友的肩膀上做個小實驗。ASP.NET Core是一個天生適合微服務的技術，也希望能在我們的學習和推動下，讓公司把.NET Core應用起來，將來能夠跑在Linux和Docker上，這是我目前的目標，與大家共勉。
后續(xù)我會繼續(xù)嘗試基于Ocelot構建API網(wǎng)關，到時會結合Consul進行進一步的集成。另外，還會嘗試Polly進行熔斷降級、Identity Server進行驗證，Exceptionless作分布式日志，基本上會遵循.NET Core大隊長張善友的微服務示例項目NanoFabric用到的（或者說是給我們安利的技術框架）那些開源技術來搭建一個初步的微服務架構，以便于以后在公司內部推廣和應用。此外，考慮到公司目前的微服務架構是基于Java的（Spring Cloud），那么也會考慮通過 Steeltoe 來和Spring Cloud進行兼容，讓Java和.Net Core微服務能夠共存（可以參考資料里的第7個，田園里的蟋蟀出品）。這里，也安利一下正在學習微服務的.NET Coder們，可以看看張善友老師的NanoFabric，或者是楊中科老師的.NET Core微服務課程。
看完了這篇文章，相信你對“.NET Core微服務之基于Consul如何實現(xiàn)服務治理”有了一定的了解，如果想了解更多相關知識，歡迎關注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！
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