【Spring Clound】Nacos高可用集群搭建与使用

一、Nacos 简介

Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos 提供了一组简单易用的特性集，帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理。Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。 Nacos 是构建以“服务”为中心的现代应用架构 (例如微服务范式、云原生范式) 的服务基础设施。

nacos官网：https://nacos.io/zh–cn/docs/what–is-nacos.html

二、Nacos 安装

2.1、Nacos 环境依赖

Nacos 基于 java 开发的，运行依赖于64 bit JDK 1.8+环境。

前往官网下载JDK: Java Downloads | Oracle

2.2、Nacos 服务端安装

由于Nacos是开源的，可以从github下载源码编译后安装，也可以直接从github下载官方编译好的安装包进行安装，本文直接使用官方编译好的包进行安装，基于目前官方最新release2.0.3版本。请勿使用2.x以下的版本，之前爆出过漏洞。2.x版本相对于1.x版本，性能也提升了10倍。

下载地址：https://github.com/alibaba/nacos/releases

三、Nacos 部署

3.1、单实例部署

单实例部署不适合生产环境，单点故障是致命的。

Linux 单实例非集群模式启动命令：

startup.sh –m standalone

Linux 单实例非集群模式关闭命令：

shutdown.sh

访问 nacos 管理页面，初始化用户名密码均为 nacos

访问地址：http://127.0.0.1:8848/nacos/index.html

端口默认为8848，ip需要替换为部署服务器实例的ip

3.2、 集群部署

3.2.1、集群架构

• 高可用 Nginx 集群
• Nacos 集群（至少三个实例）
• 高可用数据库集群（取代 Nacos 内嵌数据库）

3.2.2、模拟部署

环境信息：

使用vmware虚拟机模拟以上不同机器环境。

搭建步骤：

1. 初始化 nacos数据库

解压下载的安装包nacos-server-2.0.3.tar.gz至/usr/local目录，找到/nacos/conf下的nacos-mysql.sql脚本

在MySQL实例创建 nacos库并执行sql脚本

修改修改 Nacos 配置文件，指向MySQL实例，替换其内嵌数据库

在application.properties中找到如下配置，该配置默认为注释掉的，取消注释即可，修改数据库信息为实际的数据库信息后保存。其他nacos服务实例也需要做同样的修改

为了达到高可用，通常会有多个MySQL数据库实例，nacos的配置文件也需要指定每一个MySQL实例的信息，例如：

2. 集群配置

在/nacos/conf下找到cluster.conf.example文件，将其重命名为cluster.conf

修改cluster.conf文件，将其中的默认的ip信息删除，将nacos集群中每一台nacos实例的ip添加进去。集群中所有nacos实例都需要做以上集群配置，至此关于 nacos 的配置结束了，可以尝试以集群模式启动三个nacos实例了。

切换到/nacos/bin目录下，执行./startup.sh & tail -f /usr/local/nacos/logs/start.out

启动nacos，并查看启动日志，出现下面提示说明启动成功

此时可以通过浏览器访问每个nacos实例的控制台，例如：http://192.168.230.131:8848/nacos

说明：如果三个实例以集群模式正常启动，那么分别访问三个实例的管理页就是展示以上登录页了。如果不能访问，则可能防火墙未开放 nacos 服务的端口，可执行如下命令。

[root@localhost bin]# firewall-cmd --add-port=8848/tcp --permanent
 
success
 
[root@localhost bin]# firewall-cmd --reload
 
success

如果nacos启动时报已下异常，有以下三种原因：

原因一：连不上MySQL数据库，通常是由于MySQL数据库所在的宿主机没有开放3306端口导致的，在MySQL宿主机执行以下命令即可

[root@localhost bin]# firewall-cmd --add-port=3306/tcp --permanent
success
[root@localhost bin]# firewall-cmd --reload
Success

原因二：由于nacos配置文件application.properties中默认的数据库连接超时时间设置较短，如下图，因为网络延时等原因，MySQL可能会连接超时导致nacos启动报错，因此只需要将超时时间适当设置长一些即可

原因三：虚拟机内存不足，由于在vmvare创建虚拟机时，只给每个虚拟分配了1G的内存，从nacos的启动脚本startup.sh中可知，nacos以集群模式启动时，默认分配的java堆内存空间为2G，因此可判断是由于虚拟机内存不足导致nacos启动报错，修改虚拟机内存为2G后可以正常启动。

3. Nginx 配置

修改 Nginx 配置文件 nginx.conf如下：

http {
 
    include       mime.types;
 
    default_type  application/octet-stream;
 
    sendfile        on;
 
    keepalive_timeout  65;
 
    #nacos集群负载均衡
    upstream nacos-cluster {
        server 192.168.230.129:8848;
        server 192.168.230.130:8848;
        server 192.168.230.131:8848;
    }
 
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.230.1;
        location / {
            #root   html;
            #index  index.html index.htm;
            proxy_pass http://nacos-cluster;
        }
 
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
 
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

4. 访问控制台

在浏览器输入Nginx服务所在宿主机的ip即可访问：

http://192.168.230.1/nacos/#/login

默认用户名/密码：nacos/nacos

切换至【集群管理】-【节点列表】，可查看nacos集群节点信息：

四、微服务集成Nacos

4.1、依赖组件版本选型

由于Spring Cloud Alibaba与Spring Boot 及Spring Cloud版本的兼容性要求非常严格，如果依赖选错版本，很可能会导致服务启动报错从而导致启动失败。不过alibaba官方已经给我们整理出了推荐的版本依赖关系：

由于我们使用的nacos是最新的2.0.3版本，从以上表格可以查询到依赖的Spring Cloud Alibaba的版本为2.2.7.RELEASE。继续根据Spring Cloud Alibaba的版本查询毕业版本依赖关系表，如下图，可以找到依赖的Spring Cloud版本为Hoxton.SR12，依赖的Spring Boot版本为2.3.12.RELEASE

因此，通过上述查询，最终确定微服务依赖版本选型如下：

官方版本说明：https://github.com/alibaba/spring–cloud–alibaba/wiki/%E7%89%88%E6%9C%AC%E8%AF%B4%E6%98%8E

4.2、注册中心

首先新建demo–project–parent父工程，根据4.1 依赖组件版本选型选型确定的版本，在父pom文件统一定义好依赖的组件以及版本，如下：

<properties>
  <java.version>1.8</java.version>
  <spring-boot.version>2.3.12.RELEASE</spring-boot.version>
  <spring-cloud.version>Hoxton.SR12</spring-cloud.version>
  <spring-cloud-alibaba.version>2.2.7.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
</properties>
 
<dependencyManagement>
  <dependencies>
    <!-- spring boot 依赖 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
      <version>${spring-boot.version}</version>
      <type>pom</type>
      <scope>import</scope>
    </dependency>
    
    <!-- spring cloud 依赖 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
      <version>${spring-cloud.version}</version>
      <type>pom</type>
      <scope>import</scope>
    </dependency>
 
    <!-- spring cloud alibaba 依赖 -->
    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
      <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
      <type>pom</type>
      <scope>import</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</dependencyManagement>

4.2.1、服务提供者

在父工程下新建服务提供者子模块micro–service–provider，并在pom文件引入依赖：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
 
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

修改provider配置文件application.yml：

server:
  port: 8081
 
spring:
  application:
    name: service-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
	#nacos集群配置(Nginx)
        server-addr: 192.168.230.1:80

provider启动类：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
 
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ProviderApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProviderApplication.class, args);
    }
 
}
Provider测试Controller类：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
@RestController
public class ProviderController {
 
    @Value("${server.port}")
    String port;
 
    @GetMapping("/hi")
    public String hi(@RequestParam(value = "name", defaultValue = "zmx",required = false) String name) {
        return "hello " + name + ", i'm provider, my port:" + port;
    }
 
}

4.2.2、服务消费者

在父工程下新建服务消费者子模块micro–service–consumer，并在pom文件引入以下依赖：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
 
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
 
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
 
<!-- 需要注意的是引入openfeign，必须要引入loadbalancer，否则无法启动。-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

修改consumer配置文件：

server:
  port: 8082
 
spring:
  application:
    name: service-consumer
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        #nacos集群配置(Nginx)
        server-addr: 192.168.230.1:80

在工程的启动类加上@EnableFeignClient注解，以开启FeignClient的功能：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
 
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
public class ConsumerApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication.class, args);
    }
 
}

写一个feign客户端FeignClient，去调用provider服务的接口：

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
 
//此处的value值对应于provider服务application配置文件中的spring.application.name
@FeignClient(value = "service-provider" )
public interface ProviderClient {
 
    @GetMapping("/hi")
    String hi(@RequestParam(value = "name", defaultValue = "zmx", required = false) String name);
 
}

写一个测试接口，让consumer去调用provider服务的接口：

import net.myibc.client.ProviderClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
@RestController
public class ConsumerController {
 
    @Autowired
    ProviderClient providerClient;
 
    @GetMapping("/hi-feign")
    public String hiFeign(){
        return providerClient.hi("feign");
    }
}

启动provider和consumer两个工程，在nacos的【服务管理】-【服务列表】页面查看，可见2个服务都已经注册成功：

注意：这里启动所有服务后，可能在控制台只能查看到某一个服务，或者查不到注册的服务，查看nacos.log日志，发现报如下异常：

出现该异常的原因：当nacos客户端升级为2.x版本后，新增了gRPC的通信方式，新增了两个端口。这两个端口在nacos原先的端口上(默认8848)，进行一定偏移量自动生成。

端口与主端口的偏移量描述：

9848：客户端gRPC请求服务端端口，用于客户端向服务端发起连接和请求

9849：服务端gRPC请求服务端端口，用于服务间同步等

7848：Nacos 集群通信端口，用于Nacos 集群间进行选举，检测等

因此，不难猜出，出现该问题的原因是由于nacos2.x版本新增的这两个端口没有在宿主机开启防火墙白名单，导致nacos实例之间无法进行服务间数据同步，因而在控制台无法查看到所有的服务注册实例信息。只需要在nacos宿主机执行以下命令即可：

[root@localhost bin]# firewall-cmd --add-port=9848/tcp --permanent
success
[root@localhost bin]# firewall-cmd --add-port=9849/tcp --permanent
success
[root@localhost bin]# firewall-cmd --add-port=7848/tcp --permanent
success
[root@localhost bin]# firewall-cmd --reload
Success

注意：如果是采用VIP/nginx代理集群的话，需要在nginx配置9848和9849这两个端口的TCP请求转发，否则客户端服务在启动时因为无法连接到服务端这两个端口，从而导致启动失败。如果不使用任何代理，在宿主机执行以上开启端口白名单命令后，只需要在客户端服务application配置文件里配置naocs集群的节点的ip和端口即可，配置如下：

Nginx配置nacos TCP转发配置：

#配置nacos TCP转发
stream {
    upstream nacos1 {
        server 192.168.230.129:9848;
        server 192.168.230.130:9848;
        server 192.168.230.131:9848;
    }
 
    server {
        listen 9848;
        proxy_pass nacos1;
    }
 
    upstream nacos2 {
        server 192.168.230.129:9849;
        server 192.168.230.130:9849;
        server 192.168.230.131:9849;
    }
 
    server {
        listen 9849;
        proxy_pass nacos2;
    }
}

4.2.3、服务调用

在浏览器上输入http://127.0.0.1:8082/hi-feign，浏览器返回响应：

hello feign, i'm provider ,my port:8081

可见浏览器的请求成功调用了consumer服务的接口，consumer服务也成功地通过feign成功的调用了provider服务的接口。

4.2.4、负载均衡

Feign使用了Spring Cloud Loadbanlancer作为负载均衡器。可以通过修改provider的端口，再在本地启动一个新的provider服务，那么本地有2个provider 服务，端口分别为8081 和8083。在浏览器上多次调用http://127.0.0.1:8082/hi-feign，浏览器会交替显示：

hello feign, i’m provider ,my port:8081
hello feign, i’m provider ,my port:8083
此时控制台provider的实例数会变为2：

4.3、配置中心

4.3.1、配置中心客户端

在父工程下新建nacos配置客户端子模块nacos-config–client，并在pom文件引入以下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

在bootstrap.yml（一定是bootstrap.yml文件，不是application.yml文件）文件配置以下内容：

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      config:
        server-addr: 192.168.230.1:80
        file-extension: yaml
        prefix: nacos-config-client
  profiles:
    active: dev

在上面的配置中，配置了nacos config server的地址，配置的扩展名是ymal（目前仅支持ymal和properties）。注意是没有配置server.port的，sever.port的属性在nacos中配置。上面的配置是和Nacos中的dataId 的格式是对应的，nacos的完整格式如下：

${prefix}-${spring.profile.active}.${file-extension}

• prefix 默认为 spring.application.name 的值，也可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.prefix来配置。
• spring.profile.active 即为当前环境对应的 profile，详情可以参考 Spring Boot文档。 注意：当 spring.profile.active 为空时，对应的连接符 – 也将不存在，dataId 的拼接格式变成 $prefix.$
• file–exetension 为配置内容的数据格式，可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.file–extension 来配置。目前只支持 properties 和 yaml 类型。

启动nacos，登陆控制台http://192.168.230.1/nacos，创建一个Data ID ，完整的配置如图所示：

写一个RestController,在Controller上添加@RefreshScope注解实现配置的热加载。该注解只有加载需要动态更新配置的类上才会生效，如果将该注解加在启动类上，其他类中的动态更新是不会生效的，代码如下：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
@RestController
@RefreshScope
public class ConfigController {
 
    @Value("${username:lily}")
    private String username;
 
    @RequestMapping("/username")
    public String get() {
        return username;
    }
}

启动工程nacos-provider，在浏览器上访问http://127.0.0.1:8084/username，可以返回在nacos控制台上配置的username的值zhangsan3。在nacos 控制台上更改username的配置为lisi，在不重启nacos-provider工程的情况下，重新访问http://127.0.0.1:8084/username，返回的是修改后的值lisi，可见nacos作为配置中心实现了热加载功能。

修改nacos中username配置前返回：

将nacos中username的值修改为lisi后重新请求返回：

注意：使用某些高版本的SpringCloud组件时，在启动nacos配置客户端服务的时候，可能会找不到bootstrap.yml配置文件，会报如下错误，只需要在系统环境变量中配置一下环境变量即可：spring.cloud.bootstrap.enabled=true

4.3.2、开启权限认证

通常情况下，为了安全起见，客户端服务在访问nacos的时候都需要通过用户名和密码认证，nacos默认是没有开启认证的，如果需要开启认证，首先需要编辑/nacos/conf/application.properties配置文件，找到nacos.core.auth.enabled=false配置项，如下图，默认是false，表示权限认证是关闭的，修改为true即可开启认证。修改完成后需要重启所有nacos实例。

在application配置文件中配置nacos的用户名和密码，如下图，首先将服务用户名和密码配置为一个不存在的用户，启动服务验证权限配置是否生效：

启动服务，发现报了以下异常，code=403和unknown user，说明权限验证失败：

将用户名和密码修改为正确的之后，再次启动服务，可发现服务启动正常：

至此，说明nacos的权限认证配置已生效。

代码007普通

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