Учебники

Консул — Архитектура

Сентябрь 22, 2018

Диаграмму архитектуры для консула, работающего в одном центре обработки данных, лучше всего описать, как показано ниже:

Архитектура

Как мы видим, есть три разных сервера, которые управляются консулом. Рабочая архитектура работает с использованием алгоритма raft, который помогает нам выбрать лидера из трех разных серверов. Эти серверы затем маркируются в соответствии с тегами, такими как Follower и Leader . Как следует из названия, последователь несет ответственность за следование решениям лидера. Все эти три сервера дополнительно связаны друг с другом для любого общения.

Каждый сервер взаимодействует со своим клиентом, используя концепцию RPC. Общение между Клиентами возможно благодаря Протоколу Сплетни, как упомянуто ниже. Связь с Интернетом может быть доступна с использованием протокола TCP или сплетни. Это сообщение находится в прямом контакте с любым из трех серверов.

Алгоритм Рафта

Raft — это согласованный алгоритм для управления реплицированным журналом. Он основан на принципе теоремы CAP , который гласит, что при наличии сетевого раздела приходится выбирать между согласованностью и доступностью. Не все три основы теоремы CAP могут быть достигнуты в любой момент времени. Нужно обменять на любые два из них в лучшем случае.

Raft Cluster содержит несколько серверов, обычно с нечетным числом. Например, если у нас пять серверов, это позволит системе выдерживать два сбоя. В любой момент времени каждый сервер находится в одном из трех состояний: Лидер, Последователь или Кандидат . При нормальной работе есть ровно один лидер, а все остальные серверы являются последователями. Эти последователи находятся в пассивном состоянии, то есть они не подают никаких запросов самостоятельно, а просто отвечают на запросы лидеров и кандидата.

На следующем рисунке описана модель рабочего процесса, в которой работает алгоритм рафта.

Алгоритм Рафта

Ключевые данные ценности

Начиная с версии 0.7.1 Консула, были введены отдельные данные значения ключа. Команда KV используется для взаимодействия с хранилищем ключей консула через командную строку. Он предоставляет команды верхнего уровня для вставки, обновления, чтения и удаления из хранилища. Чтобы получить хранилище объектов Key / Value, мы вызываем метод KV, доступный для клиента консула — 

kv := consul.KV()

Структура KVPair используется для представления одной записи ключа / значения. Мы можем просмотреть структуру Consul KV Pair в следующей программе. 

type KVPair struct {
   Key string
   CreateIndex uint64
   ModifyIndex uint64
   LockIndex uint64
   Flags uint64
   Value []byte
   Session string
}

Здесь различные структуры, упомянутые в приведенном выше коде, могут быть определены следующим образом:

  • Ключ — это косая черта. Например — sites / 1 / domain.

  • CreateIndex — номер индекса, назначенный при первом создании ключа.

  • ModifyIndex — номер индекса, назначенный при последнем обновлении ключа.

  • LockIndex — индексный номер, созданный при получении новой блокировки для записи ключ / значение

  • Флаги — могут использоваться приложением для установки пользовательского значения.

  • Значение — это байтовый массив максимум 512 КБ.

  • Сеанс — это можно установить после создания объекта сеанса.

Ключ — это косая черта. Например — sites / 1 / domain.

CreateIndex — номер индекса, назначенный при первом создании ключа.

ModifyIndex — номер индекса, назначенный при последнем обновлении ключа.

LockIndex — индексный номер, созданный при получении новой блокировки для записи ключ / значение

Флаги — могут использоваться приложением для установки пользовательского значения.

Значение — это байтовый массив максимум 512 КБ.

Сеанс — это можно установить после создания объекта сеанса.

Типы протокола

В Консуле есть два типа протокола, которые называются —

  • Протокол о согласии и
  • Протокол сплетни

Давайте теперь разберемся в них подробно.

Консенсусный протокол

Консенсусный протокол используется Консулом для обеспечения согласованности, как описано в теореме CAP. Этот протокол основан на алгоритме Плот. При реализации согласованного протокола используется алгоритм Плот, в котором узлы плот всегда находятся в любом из трех состояний: «Подписчик», «Кандидат» или «Лидер».

Протокол сплетни

Протокол сплетен может быть использован для управления членством, отправки и получения сообщений по всему кластеру. В консуле использование протокола сплетен происходит двумя способами: WAN (беспроводная сеть) и LAN (локальная сеть). Существует три известные библиотеки, которые могут реализовать алгоритм Gossip для обнаружения узлов в одноранговой сети —

  • teknek-gossip — работает с UDP и написан на Java.

  • gossip-python — он использует стек TCP и позволяет обмениваться данными через построенную сеть.

  • Smudge — написано на Go и использует UDP для обмена информацией о статусе.

teknek-gossip — работает с UDP и написан на Java.

gossip-python — он использует стек TCP и позволяет обмениваться данными через построенную сеть.

Smudge — написано на Go и использует UDP для обмена информацией о статусе.

Протоколы сплетен также использовались для достижения и поддержания согласованности распределенной базы данных или с другими типами данных в согласованных состояниях, подсчета количества узлов в сети неизвестного размера, надежного распространения новостей, организации узлов и т. Д.

Удаленные вызовы процедур

RPC можно обозначить как краткую форму для удаленных вызовов процедур. Это протокол, который одна программа использует для запроса услуги у другой программы. Этот протокол может быть расположен на другом компьютере в сети без необходимости подтверждения деталей сети.

Настоящая прелесть использования RPC в Консуле заключается в том, что он помогает нам избежать проблем с задержкой, которые были у большинства инструментов службы обнаружения некоторое время назад. До RPC Консул имел обыкновение иметь только соединения на основе TCP и UDP , что было хорошо для большинства систем, но не в случае распределенных систем. RPC решает такие проблемы путем сокращения периода времени передачи пакетной информации из одного места в другое. В этой области GRPC от Google — это отличный инструмент, который можно рассчитывать на случай, если кто-то захочет соблюдать критерии и сравнить производительность.

53
Share: