Consul是一個免費的開源工具，它提供了服務發現、健康檢查、負載均衡和全局分布式的鍵值存儲。此外，它還提供了一組用于構建編排工作流和工具的原型。在微服務體系架構中，應用程序通常運行在許多IP地址上，并綁定到各種端口。服務發現有助于發現這些不同的服務，而不管它們位于何處。

由于同一服務的多個實例常常在微服務體系架構中同時運行，因此我們需要一種策略，以便在處理健康狀態的更改、實例數量的更改和集群狀態的更改時，均衡地平衡服務的所有健康實例的流量。這是負載均衡層的工作。本文討論了在微服務體系架構中與Consul負載均衡的一些常見策略。

Consul Directly

與Consul負載均衡的一種方法是使用Consul的內置負載均衡功能。Consul集成健康檢查與服務發現。這意味著不健康的主機永遠不會從查詢返回到服務發現層。在這種模式下，每當應用程序和服務希望在數據中心中找到其他服務時，它們都直接與Consul進行通信。

請考慮以下配置文件，其中包含后端服務的IP地址:

services:backend: 10.2.5.391

通常認為硬編碼IP地址是一種不好的做法，尤其是在微服務體系結構中。隨著應用程序在整個系統中移動，使這個配置文件保持最新變得很有挑戰性，特別是在計算機集群中。相反，更好的方法是利用Consul的DNS發現層。

services:backend: backend.service.consul

正如“www.hashicorp.com”是一個web地址，“backend.service.consul”也是一樣。TLD或域后綴是可配置的，但默認值是.consul。以TLD結尾的任何請求都將被解析到Consul。.service命名空間告訴Consul查找服務(與機器節點相對照)。backend 是要查找的服務的名稱。請求“backend.service.consul"解析到一組IP地址，就像請求“www.hashicorp.com”解析到一組IP地址一樣。然而，對于Consul，解析發生在服務發現層，并集成到健康檢查機制中。

每當應用程序或內核解析這個DNS條目時，它將收到一組IP地址的隨機round-robin響應，這些地址對應于集群中的健康服務。DNS接口基本上提供了與任何應用程序的零接觸服務發現集成。

優點

• 不依賴外部工具或進程
• 不需要監視或維護其他服務
• 默認高度可用
• 盡可能接近實時
• DNS很容易使用，工作量很小
• 健康檢查是分布式的，集群負載最小

缺點

• 單點故障——即使Consul在默認情況下高度可用，如果Consul不可用或不可訪問，這種模式不會提供故障轉移
• 要求直接在應用程序中使用HTTP API或進行DNS查詢，并假設端口或進行兩個DNS查詢以查找地址和端口
• 應用程序和Consul之間的緊耦合

Fabio

Fabio是一個開源工具，它為Consul管理的服務提供了快速、現代、零配置負載均衡HTTP(S)和TCP路由器。用戶注冊服務和健康檢查到Consul，fabio將自動路由流量到他們，不需要額外的配置。

用戶注冊一個以urlprefix-開頭的標簽的服務，例如:

urlprefix-/my-service

在本例中，當對fabio 發出/my-service請求時，fabio將自動將流量路由到集群中的健康服務。Fabio還支持更高級的路由配置。

優點

• 與Consul的豐富整合
• 比DNS方法更能控制負載均衡
• 在GitHub上超過4000星的支持和采用
• 支持TCP代理
• 訪問日志和許多其他很棒的特性
• 集成HashiCorp Vault
• 用于路由可視化的可選Web UI
• 非常詳細的開源文檔

缺點

• 需要額外的服務來運行和監視
• 與Consul和Consul標簽緊耦合

Nginx/HAProxy與Consul模板

Consul負載均衡的另一種方法是使用第三方工具(如Nginx或HAProxy)來平衡流量，以及使用開源工具(如 Consul Template)來管理配置。在這種模式下， Consul Template動態地管理nginx.conf或haproxy.conf配置文件，它定義負載均衡器和服務器列表。這個列表是模板化的，Consul Template作為一個服務運行，以保持模板是最新的。Consul Template與Consul集群有持續的連接，當發生對服務池的更改時， Consul Template寫入一個新的配置文件，并向Nginx或HAProxy進程發送信號，以重新加載其配置。下面是一個示例Nginx Consul Template模板:

upstream myapp { {{ range service "myapp" }}server {{ .Address }}:{{ .Port }} {{ end }} }

在本例中，Consul Template將監視所有名為“myapp”的服務。如果他們的狀態發生了更改，Consul Template將渲染一個新的配置文件，并向Nginx進程發出重新加載的信號。上面的模板將渲染nginx.conf成下面這樣:

upstream myapp {server 10.2.5.60:13845server 10.6.96.234:45033server 10.10.20.123:18677 }

需要注意的是，在這種模式下，無論是Nginx還是HAProxy都不知道Consul的存在;它們只是讀取配置，就好像值是由操作符或配置管理工具硬編碼的一樣。

優點

• 處理在非默認端口上運行的應用程序，而不需要額外的API請求
• Nginx和HAProxy都是經過實戰檢驗的工具
• 組織可能已經擁有使用這些工具的專業知識或現有基礎結構
• 如果Consul離線，仍然有記錄的最后已知的良好狀態的服務
• Consul Template還集成了Vault，如果配置文件具有TLS私鑰或共享密碼等機密數據，那么這是一個理想的解決方案

缺點

• 需要兩個額外的服務來管理和監控- Nginx/HAProxy和Consul Template
• 由于阻塞查詢，低效的模板會給Consul集群帶來巨大的壓力
• 實踐“每個容器一個服務”范式具有挑戰性
• 一個“flappy”集群(一個服務在健康和不健康之間切換的集群，或者一個持續快速變化的集群)可能會導致Nginx/HAproxy配置的不穩定性

Nginx自定義模塊

最近，我制定了一個目標，試圖從等式中刪除 Consul Template，但要保持Nginx經過時間考驗的靈活性和熟悉性。社區內有一些非常有趣和創新的方法，即:

• Dynamic Nginx Upstreams for Consul via lua-nginx-module by Zachary Schneider
• Nginx upsync module
• Nginx Pro DNS resolution
• ngx_http_set_backend?啟發了將C中的Nginx模塊綁定到Golang中的Consul

最終，這些方法要么涉及太多的活動部件，要么包含超出Consul公司基本服務發現范圍的特性。因此，我編寫了ngx_http_consul_backend_module模塊，該模塊對每個nginx請求動態地選擇上游。

就像這樣:

http {server {listen 80;server_name example.com;location /my-service {consul $backend service-name;proxy_pass http://$backend;}} }

對于每個請求，Consul密鑰告訴Nginx將委托給自定義模塊并選擇一個隨機的健康后端，然后將請求代理給該后端。確實有需要改進的地方，但是這種概念驗證表明，在沒有中介工具的情況下，Nginx和Consul可以直接連接在一起。

優點

• 處理在非默認端口上運行的應用程序，而不需要額外的API請求
• 沒有外部工具-只是運行Nginx并直接指向Consul
• 使用官方Consul SDK客戶端庫提供HTTP/2、陳舊的查詢以及更多開箱即用的東西

缺點

• 需要從源代碼編譯Nginx以安裝自定義模塊
• 每個請求調用Consul到后端(每個請求吃掉請求的RTT和Consul解決方案的RTT)
• 需要了解Nginx定制模塊的知識
• 不與Vault集成TLS私鑰或共享密碼
• 模塊還沒有經過實戰測試

HAProxy 1.8

HAProxy 1.8(目前是本文撰寫時的發布候選版本)添加了內置功能，無需使用第三方工具或模塊，即可通過DNS找到服務。HAProxy已經有內置DNS解析器一段時間了，但是HAProxy 1.8通過SRV記錄和EDNS的支持為端口帶來了解析，使其與Consul完美地匹配。

優點

• 沒有外部工具-只是運行HAProxy和直接指向Consul
• 優雅的處理重載，TTLs等
• 支持Kubernetes和Docker群集服務發現

缺點

• 需要HAProxy
• 在失敗場景上的靈活性不如Consul Template

結論

Consul負載均衡的微服務應用有很多策略和技術。這篇文章詳細介紹了一些最常見的技術，并希望能夠激發靈感，找到新的和令人興奮的方法來集成行業標準負載平衡工具和Consul。無論您是直接使用Consul，橋接與Consul Template的差距，編譯自定義的Nginx自己，或嘗試HAProxy 1.8發布候選，我們期待聽到您如何平衡您的微服務負載。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Consul负载均衡策略的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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