一、微服务（容器）的注册与发现——微服务架构中极其重要的组件
1、定义：是一种分布式管理系统以及定位服务的方法。传统架构中，应用程序之间直连到已知的服务，设备提供的网络（IP地址），基于TCP/IP协议：端口。由于现代微服务部署，服务的动态性、数量增加，传统的基于IP地址+端口的方式已不太适用，应运而生服务注册及发现
2、服务注册及发现核心：微服务的位置信息（IP地址+端口+服务名称+健康状态）统一注册到服务注册中心表中，可以允许其他服务动态的查询和发现这些服务（发现和查询机制）
3、工作机制
（1）服务注册：当一个服务启动时，会把自己的元数据【IP地址+端口+服务名称+健康状态（服务是否在运行）】注册到服务注册表（consul、zookeeper、云平台）中
（2）服务发现：其他服务需要和这个服务通信时，只需要向注册表查询服务位置信息（IP地址+端口），这样可以直接在服务注册表中直接获取需要的信息，不需要到静态配置查看
注：一旦服务停止，会从服务注册中心表中移除该服务的所有信息
4、服务注册与发现的优点
（1）动态性：可以在运行时动态添加或移除服务，无需额外的人工操作和配置
（2）弹性：一旦某个服务不可用，服务注册表会及时更新，通知其他服务避免请求失败
（3）可扩展：适应不断变化的服务数量
（4）透明性：服务方调用时，前端和后端实现解耦
注：服务注册与发现机制和其他工具配合使用，例如：负载均衡、健康检查、配置管理（一键同步）
二、consul
1、定义：consul是HashiCrop公司开发的一套工具，用于实现服务发现与注册、配置管理、分布式系统协调
2、特点
（1）★服务发现与自动注册：保存位置信息（IP地址+端口+服务名称）
（2）★健康检查：服务注册到consul，一并加入系统的还有其健康状态，定期发送一个心跳检查，若服务挂了，consul会自动解除
（3）分布式锁：consul提供一个分布式锁的功能，可协调多个节点之间的操作，防止竞争条件和数据冲突
①创建锁：每一个服务的发现与注册都是一个会话session。微服务1注册到consul时，consul会和这个服务的会话创建一个锁，锁用来表示具体的服务，会话和锁之间进行关联
②获取锁：微服务2建立会话获取锁，若申请的锁没有被使用，客户端成功获取；若已存在，表示已有其他服务在占用，会给该服务分配一个新的锁（KV存储）
③释放锁：任务完成或服务断开连接，会把锁释放，删除会话和锁之间的关系，删除与锁关联的KV键，实现资源释放
（4）KV存储：key-value分布式的键值对存储系统，存储配置信息、锁、特性等，应用程序可以使用consul的键值对存储来动态的获取配置信息
（5）多数据中心支持：consul可以在多个地域部署，可以实现数据中心之间的发现和注册功能
（6）DNS和HTTP API：consul支持DNS接口，通过域名解析定位服务的位置，HTTP API通过API应用接口调用consul的信息（服务信息、健康检查等）
（7）事件通知：若有关键信息可以随时获取通知
三、一键化自动管理以及自动发现和管理（consul-template工具）
1、定义：用于consul集成，自动更新配置文件，实现配置管理的自动化
2、作用
①动态的配置更新：consul-template监控consul中的key-value的存储键值对，键值对发生变化，会自动更新配置文件，无需重启服务
②支持多种后端的模板：比如nginx配置、ETCD等
四、容器自动发现与注册、配置实验
| 主机名 | 作用 | IP地址 | 组件 |
| docker1 | consul服务器 | 20.0.0.16 | consul、docker-ce、nginx二进制、sonsul-template（自动发现与自动配置） |
| docker2 | registrator服务器 | 20.0.0.26 | 运行注册机制和微服务 |
| docker3 | consul服务器 | 20.0.0.36 | 多节点服务器，加入到consul集群中 |
1、consul部署和服务发现docker1
（1）安装consul
consul agent \
> -server \
> -bootstrap \
> -ui \
> -data-dir=/var/lib/consul-data \
> -bind=20.0.0.16 \
> -client=0.0.0.0 \
> -node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &
（2）启动consul
| consul agent | 开启监听服务 |
| -server | 指定集群当中的服务器节点，consul的RAFT算法实现分布式结构中节点的在一致性。集群中的成员，直接成为集群的leader，后续加入的服务器都是follower |
| -bootstrap | 表示该节点是引导节点，引导选举过程，以及为后续加入的server做引导，加入集群 |
| -ui | 表示启动图形化界面 |
| -data-dir=/var/lib/consul-data | consul存储数据的路径 |
| -bind=20.0.0.16 | 服务端绑定的IP地址，用于节点通信 |
| -client=0.0.0.0 | 所有主机都可以和server建立通信（生产环境中指定IP地址） |
| -node=consul-server01 | 指定consul节点的名称（在集群中，名称是唯一且不可重复的） |
| &> /var/log/consul.log | 混合重定向输出到/consul.log中 |
| & | 后台运行 |
（3）查看consul端口
| 8300 | RAFT协议的端口，保持分布式集群的一致性，端口处理复制和领导者选举 |
| 8301 | LAN Gossip的端口，局域网内进行节点通信和信息传播的协议 |
| 8302 | Wan Gossip的端口，广域网内进行节点通信和信息传播的协议 |
| 8500 | web ui的端口，用来访问consul的图形化界面 |
| 8600 | DNS解析的端口 |
①查询集群信息
consul members
②查看集群状态
consul operator raft list-peers
③查看集群的server成员
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/peers
④查看集群的leader
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/leader
⑤查看集群中已经被注册与发现的服务
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services
⑥查看集群节点的详细信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes
2、自动发现与配置【docker2】
（1）创建自动注册的容器
docker run -d \
> --name=registrator \
> --net=host \
> -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \
> --restart=always \
> gliderlabs/registrator:latest \
> --ip=20.0.0.26 \
> consul://20.0.0.16:8500
docker run -itd -p 81:80 --name test-1 -h test1 nginx
docker run -itd -p 82:80 --name test-2 -h test1 httpd
| --name=registrator | 容器名称 |
| -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock | docker.sock是docker守护进程的套接字文件，把它应色号到容器中，registrator容器可以监听docker的所有事件，且完成自动注册服务 |
| --ip=20.0.0.26 | 注册在consul的IP地址 |
| consul://20.0.0.16:8500 | 所有发现的服务都会注册到指定的server节点 |
（2）浏览器访问20.0.0.16:8500
（3）模拟服务停止，consul是否能自动移除
docker stop test-2
（4）恢复服务，consul是否会自动发现
（5）查看集群中已经被注册与发现的服务【docker1】
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services
3、自动发现与配置【docker1】
（1）创建自动化更新nginx配置文件
| range service "nginx" | 在这个配置中，test1的反向代理的方法会遍历由consul注册的所有服务名称为nginx的服务 |
| server {{.Address}}:{{.Port}} | 将发现和注册的nginx服务的IP地址和端口添加到test1的方法中 |
（2）编译安装nginx
（3）虚拟主机创建目录
（4）解压template源码包
（5）启动template服务，启动后不要按 ctrl+c 中止 consul-template 进程
consul-template --consul-addr 20.0.0.16:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/test.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload" \
--log-level=info
| consul-template --consul-addr 192.168.233,40:8500 | 指定consul的地址，告诉consul-template从server节点获取数据 |
| /opt/consul/nginx.ctmpl: | 配置文件的模板位置 |
| /usr/local/nginx/vhost/test,conf | 基于模板生成配置文件的位置 |
| /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload | 只要集群中服务发生变化，可以随时更新到配置文件中 |
| --log-level=info | 设置consul-template的日志级别为info |
consul是一个中间件，nginx服务通过consul-template获取模板，反向代理，consul-template，consul来获取服务的IP地址和端口，然后nginx调用发现的服务实现负载均衡
4、添加多个consul节点【docker3】
（1）解压consul源码包
（2）在集群中添加节点服务器【docker2】
docker run -d --name=registrator3 -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock --restart=always gliderlabs/registrator:latest --ip=20.0.0.26 consul://20.0.0.36:8500
（3）启动consul
consul agent-server \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-databind=20.0.0.36 \
client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true \
-datacenter=dc1 \
-join 20.0.0.16 &> /var/log/consul.log &
| -enable-script-checks=true | 设置检查服务为可用，也可以发现原集群中的服务 |
| -datacenter=dc1 | 加入到40的数据中心 |
| -join 192.168.233.40 | 加入到已有的集群中 |
（4）查看集群状态
consul operator raft list-peers
查询集群信息consul members
（5）脱离集群consul leave
