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庐山真面目之七微服务架构Consul集群、Ocelot网关集群和IdentityServer4版本实现
一、简介
在上一篇文章《》中，我们已经探讨了如何搭建基于Consul服务集群和Ocelot网关集群的微服务架构。乍这么一看，好像还是挺完整和完美的了，真的像我们想象的那样吗？当然没有了，只不过是解决了那篇文章需要解决的问题。毕竟我们每篇文章只会解决一个问题，之所以这样做，是因为这样做，大家才会更能理解每篇文章的技术要点。如果我们把所有的东西都放在一篇文章里，太多了，不利于学习和查看。今天我们要解决什么问题呢？我也不卖关子了，那就是认证和授权的问题。我们现在的所有集群的服务都是敞开大门、对外开放，谁想访问谁访问，谁想怎么干就怎么干，没有任何的安全措施，我们好像在互联网上裸奔一样，虽然“裸奔”很容易出名，但是我们不需要这样，开个玩笑。 1、说明 看过以前文章的朋友，今天会觉得文章的顺序改了一下，主要是便于大家理解，希望开发顺序和思维顺序一致。从今天开始，我们文章的项目建设顺序重新调整一下，怕有些人不知道先后，自己做测试的时候回出错。在此特别声明：如果是高手的话，这些东西相对于您来说，肯定是微不足道，请您口下留德，再者说，这些文章是为没有相关基础的人写的，不要抬杠了，如果有高见，也希望不灵赐教。特别说明，这里的所有代码都经过测试，所以大家可以放心使用。 2、开发环境 以下就是开发环境，不用多说，都很简单，一看就知道。 （1）、开发工具：VisualStudio 2019 （2）、开发语言：C# （3）、开发平台：NetCore3.1，跨平台。 （4）、服务注册：Consul集群，服务注册、发现中心 （5）、服务治理：Ocelot集群，负载均衡、服务治理 （6）、网关服务：Nginx 服务组件，一个负载Consul服务，一个负载Ocelot网关。 （7）、操作系统：Windows10，64bit。 （8）、鉴权授权：IdentityServer4 3、我们的目标 今天我们的目标是，在Windows系统上实现基于Consul集群、Ocelot集群和IdentityServer4鉴权、授权的微服务架构，这样就可以解决服务实例裸跑在互联网上，被别人攻击就不好了，毕竟，安全第一。从实际项目来说，系统的服务并不是向所有人开放的，有些需要授权才可以访问，有些就不需要了。当然这个肯定不是最终版本，我们还会继续演化下去。 目标框架如图：二、搭建微服务测试项目。 我们要想搭建微服务架构，第一步，我们当然要搭建我们自己的测试项目了，代码都很简单，主要是为了突出各个开源技术点。这是基础中的基础，没有这一步，其他的都是空中楼阁，没有说服力了。废话少说，我们开始吧。
1、建立测试项目，并编写各个项目的所需代码。 （1）、PatrickLiu.MicroService.Client（ASP.NET COREMVC）,客户端项目。 该项目模仿客户端程序，当然可以是你愿意的任何客户端程序，别抬杠，我这里只是一个简单的MVC项目，通过地址访问微服务。 样例代码：1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Net.Http; 5 using Consul; 6 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 7 using Microsoft.Extensions.Logging; 8 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 9 using PatrickLiu.MicroService.Models;10 11 namespace PatrickLiu.MicroService.Client.Controllers12 {13 public class HomeController : Controller14 {15 private readonly ILogger _logger;16 private readonly IUserService _userService;17 private static int index;18 19 /// 20 /// 初始化该类型的新实例。21 /// 22 /// 注入日志对象。23 /// 注入用户服务对象。24 public HomeController(ILogger logger, IUserService userService)25 {26 _logger = logger;27 _userService = userService;28 }29 30 /// 31 /// 首页。32 /// 33 /// >(content);44 Console.WriteLine($"This is {url} Invoke.");45 46 #endregion47 48 return View();49 }50 51 public IActionResult Privacy()52 {53 return View();54 }55 56 /// 57 /// 封装 HttpClient 实例，提供 Http 调用。58 /// 59 /// http url 的地址。60 /// 返回结束数据，格式：JSON。 61 public static string InvokeAPI(string url)62 {63 using (HttpClient client = new HttpClient())64 {65 HttpRequestMessage message = new HttpRequestMessage();66 message.Method = HttpMethod.Get;67 message.RequestUri = new Uri(url);68 var result = client.SendAsync(message).Result;69 string conent = result.Content.ReadAsStringAsync().Result;70 return conent;71 }72 }73 }74 } 1 using PatrickLiu.MicroService.Models; 2 using System.Collections.Generic; 3 4 namespace PatrickLiu.MicroService.Interfaces 5 { 6 /// 7 /// 用户服务的接口定义。 8 /// 9 public interface IUserService10 {11 /// 12 /// 查找指定主键的用户实例对象。13 /// 14 /// 用户的主键。15 /// 返回查找到的用户实例对象。 16 User FindUser(int id);17 18 /// 19 /// 获取所有用户的实例集合。20 /// 21 /// 返回所有的用户实例。 22 IEnumerable UserAll();23 }24 } 1 using System; 2 3 namespace PatrickLiu.MicroService.Models 4 { 5 /// 6 /// 用户模型。 7 /// 8 public class User 9 {10 /// 11 /// 获取或者设置用户主键。12 /// 13 public int ID { get; set; }14 15 /// 16 /// 获取或者设置用户姓名。17 /// 18 public string Name { get; set; }19 20 /// 21 /// 获取或者设置用户账号名称。22 /// 23 public string Account { get; set; }24 25 /// 26 /// 获取或者设置用户密码。27 /// 28 public string Password { get; set; }29 30 /// 31 /// 获取或者设置用户的电子邮箱地址。32 /// 33 public string Email { get; set; }34 35 /// 36 /// 获取或者设置用户角色。37 /// 38 public string Role { get; set; }39 40 /// 41 /// 获取或者设置用户的登录时间。42 /// 43 public DateTime LoginTime { get; set; }44 }45 } 1 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 2 using PatrickLiu.MicroService.Models; 3 using System; 4 using System.Collections.Generic; 5 using System.Linq; 6 7 namespace PatrickLiu.MicroService.Services 8 { 9 /// 10 /// 实现用户服务接口的实现类型。11 /// 12 public class UserService : IUserService13 {14 private IList dataList;15 16 /// 17 /// 初始化类型的实例18 /// 19 public UserService()20 {21 dataList = new List ()22 { new User {ID=1,Name="黄飞鸿",Account="HuangFeiHong",Password="HuangFeiHong123456",Email="huangFeiHong@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now },23 new User {ID=2,Name="洪熙官",Account="HongXiGuan",Password="HongXiGuan54667",Email="HongXiGuan@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-5) },24 new User {ID=3,Name="方世玉",Account="FangShiYu",Password="FangShiYu112233",Email="fangShiYu@163.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-30) },25 new User {ID=4,Name="苗翠花",Account="MiaoCuiHua",Password="MiaoCuiHua887766",Email="miaoCuiHua@sohu.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-90) },26 new User {ID=5,Name="严咏春",Account="YanYongChun",Password="YanYongChun09392",Email="yanYongChun@263.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddMinutes(-50) }};27 }28 29 /// 30 /// 查找指定主键的用户实例对象。31 /// 32 /// 用户的主键。33 /// 返回查找到的用户实例对象。 34 public User FindUser(int id)35 {36 return dataList.FirstOrDefault(user => user.ID == id);37 }38 39 /// 40 /// 获取所有用户的实例集合。41 /// 42 /// 返回所有的用户实例。 43 public IEnumerable UserAll()44 {45 return dataList;46 }47 }48 } 1 using System; 2 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 3 using Microsoft.Extensions.Configuration; 4 5 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Controllers 6 { 7 /// 8 /// 健康检查的控制器。 9 /// 10 [ApiController]11 [Route("api/[controller]")]12 public class HealthController : ControllerBase13 {14 private IConfiguration _configuration;15 16 /// 17 /// 初始化该类型的新实例。18 /// 19 /// 配置接口。20 public HealthController(IConfiguration configuration)21 {22 _configuration = configuration;23 }24 25 /// 26 /// 要调用的接口。27 /// 28 [HttpGet]29 [Route("Index")]30 public IActionResult Index()31 {32 Console.WriteLine($"This is HealhController {_configuration["port"]} Invoke");33 return Ok();34 }35 }36 } 【3】、UsersController.cs，主要是业务类型，内容很简单。 样例代码：
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Threading; 5 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 6 using Microsoft.Extensions.Configuration; 7 using Microsoft.Extensions.Logging; 8 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 9 using PatrickLiu.MicroService.Models; 10 11 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Controllers 12 { 13 /// 14 /// 用户的 API 类型。 15 /// 16 [Route("api/[controller]")] 17 [ApiController] 18 public class UsersController : ControllerBase 19 { 20 #region 私有字段 21 22 private readonly ILogger _logger; 23 private readonly IUserService _userService; 24 private IConfiguration _configuration; 25 26 #endregion 27 28 #region 构造函数 29 30 /// 31 /// 初始化该类型的新实例。 32 /// 33 /// 日志记录器。 34 /// 用户服务接口。 35 /// 配置服务。 36 public UsersController(ILogger logger, IUserService userService, IConfiguration configuration) 37 { 38 _logger = logger; 39 _userService = userService; 40 _configuration = configuration; 41 } 42 43 #endregion 44 45 #region 实例方法 46 47 /// 48 /// 获取一条记录 49 /// 50 /// 51 /// 60 /// 获取所有记录。 61 /// 62 /// Get() 67 { 68 Console.WriteLine($"This is UsersController {this._configuration["port"]} Invoke"); 69 70 return this._userService.UserAll().Select((user => new User 71 { 72 ID = user.ID, 73 Name = user.Name, 74 Account = user.Account, 75 Password = user.Password, 76 Email = user.Email, 77 Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}", 78 LoginTime = user.LoginTime 79 })); ; 80 } 81 82 /// 83 /// 超时处理 84 /// 85 /// Timeout() 89 { 90 Console.WriteLine($"This is Timeout Start"); 91 //超时设置。 92 Thread.Sleep(3000); 93 94 Console.WriteLine($"This is Timeout End"); 95 96 return this._userService.UserAll().Select((user => new User 97 { 98 ID = user.ID, 99 Name = user.Name,100 Account = user.Account,101 Password = user.Password,102 Email = user.Email,103 Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}",104 LoginTime = user.LoginTime105 })); ;106 }107 108 #endregion109 }110 } 【4】、增加扩展类型：ConsulExtension.cs
1 using Consul; 2 using Microsoft.Extensions.Configuration; 3 using Microsoft.Extensions.Hosting; 4 using System; 5 6 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Utilities 7 { 8 /// 9 /// Consul 静态扩展类。10 /// 11 public static class ConsulExtension12 {13 /// 14 ///类型初始化器，初始化 Consul 网址和数据中心。15 /// 16 static ConsulExtension()17 {18 Uri = new Uri("http://localhost:8500");19 DataCenter = "dc1";20 }21 22 /// 23 /// 获取或者设置 Consul 的网址。24 /// 25 public static Uri Uri { get; set; }26 27 /// 28 /// 获取或者设置数据中心。29 /// 30 public static string DataCenter { get; set; }31 32 /// 33 /// 向 Consul 服务中心注册服务实例。34 /// 35 /// 配置对象。36 /// 在 Consul 服务中心注册的服务类别名称，多个实例的 ID 可以属于一个服务类别名称。37 /// 服务实例的主键值，必须唯一。38 public static void ConsulRegist(this IConfiguration configuration,string consulServiceName, string serviceID)39 {40 if (string.IsNullOrEmpty(consulServiceName) || string.IsNullOrWhiteSpace(consulServiceName))41 {42 throw new ArgumentNullException("consulServiceName is null");43 }44 if (string.IsNullOrEmpty(serviceID) || string.IsNullOrWhiteSpace(serviceID))45 {46 throw new ArgumentNullException("serviceID is null.");47 }48 49 using (ConsulClient client = new ConsulClient(config =>50 {51 config.Address = Uri;52 config.Datacenter = DataCenter;53 }))54 {55 string ip = configuration["ip"];56 int port = int.Parse(configuration["port"]);57 int weight = string.IsNullOrWhiteSpace(configuration["weight"]) ? 1 : int.Parse(configuration["weight"]);58 59 client.Agent.ServiceRegister(new AgentServiceRegistration()60 {61 ID = serviceID,62 Name = consulServiceName,63 Address = ip,64 Port = port,65 Tags = new string[] { weight.ToString() },66 Check = new AgentServiceCheck()67 {68 Interval = TimeSpan.FromSeconds(12),69 HTTP = $"http://{ip}:{port}/API/Health/Index",70 Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5),71 DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(20)72 }73 }).Wait();74 Console.WriteLine($"注册服务：{ip}:{port}--Weight:{weight}");75 }; 76 }77 78 /// 79 /// 向 Consul 服务中心注销服务实例。80 /// 81 /// 配置对象。82 /// 服务实例的主键值，必须唯一。83 public static void ConsulDown(this IHostApplicationLifetime applicationLifetime, string serviceID)84 {85 if (string.IsNullOrEmpty(serviceID) || string.IsNullOrWhiteSpace(serviceID))86 {87 throw new ArgumentNullException("serviceID is null");88 }89 applicationLifetime.ApplicationStopped.Register(() =>90 {91 using (var consulClient = new ConsulClient(config => { config.Address = Uri; config.Datacenter = DataCenter; }))92 {93 Console.WriteLine("服务已经退出");94 consulClient.Agent.ServiceDeregister(serviceID);95 }96 });97 }98 }99 } 【5】、修改 Startup.cs 代码。
1 using Consul; 2 using Microsoft.AspNetCore.Builder; 3 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 4 using Microsoft.Extensions.Configuration; 5 using Microsoft.Extensions.DependencyInjection; 6 using Microsoft.Extensions.Hosting; 7 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 8 using PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Utilities; 9 using PatrickLiu.MicroService.Services;10 using System;11 using System.Security.Policy;12 13 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance14 {15 /// 16 /// 应用程序启动配置17 /// 18 public class Startup19 {20 /// 21 /// 构造函数注入配置对象22 /// 23 /// 配置实例24 public Startup(IConfiguration configuration)25 {26 Configuration = configuration;27 }28 29 /// 30 /// 获取配置实例。31 /// 32 public IConfiguration Configuration { get; }33 34 /// 35 /// 配置注入对象。36 /// 37 /// 38 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)39 {40 services.AddControllers();41 services.AddSingleton ();42 }43 44 /// 45 /// 配置 HTTP 处理管道。46 /// 47 /// 应用程序对象。48 /// 环境对象。49 /// 应用程序生命周期的对象。50 public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env,IHostApplicationLifetime applicationLifetime)51 {52 //其他无关代码省略53 54 #region Consul 注册55 56 string serviceID = $"Service:{Configuration["ip"]}:{Configuration["port"]}---{Guid.NewGuid()}";57 string consuleServiceName = "PatrickLiuService";58 59 //注册服务。60 Configuration.ConsulRegist(consuleServiceName,serviceID);61 62 //注销服务63 applicationLifetime.ConsulDown(serviceID);64 65 #endregion66 }67 }68 } 【6】、修改 Program.cs 代码，红色标注代表增加的代码。
1 using System.IO; 2 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 3 using Microsoft.Extensions.Configuration; 4 using Microsoft.Extensions.Hosting; 5 6 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance 7 { 8 public class Program 9 {10 public static void Main(string[] args)11 {12 new ConfigurationBuilder()13 .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())14 .AddCommandLine(args)//支持命令行15 .Build();16 17 CreateHostBuilder(args).Build().Run();18 }19 20 public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>21 Host.CreateDefaultBuilder(args)22 .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder =>23 {24 webBuilder.UseStartup ();25 });26 }27 } 1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Threading.Tasks; 5 using IdentityServer4.AccessTokenValidation; 6 using Microsoft.AspNetCore.Builder; 7 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 8 using Microsoft.AspNetCore.HttpsPolicy; 9 using Microsoft.AspNetCore.Mvc;10 using Microsoft.Extensions.Configuration;11 using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;12 using Microsoft.Extensions.Hosting;13 using Microsoft.Extensions.Logging;14 using Ocelot.Cache;15 using Ocelot.Cache.CacheManager;16 using Ocelot.DependencyInjection;17 using Ocelot.Middleware;18 using Ocelot.Provider.Consul;19 using Ocelot.Provider.Polly;20 21 namespace PatrickLiu.MicroService.Gateway22 {23 /// 24 /// 1、Ocelot 提供网关功能25 /// 2、Ocelot.Provider.Polly 提供服务治理26 /// 3、Ocelot.Provider.Consul 提供服务发现27 /// 4、Ocelot.Cache.CacheManager 提供缓存功能。28 /// 29 public class Startup30 {31 /// 32 /// 构造函数注入33 /// 34 /// 配置对象那个35 public Startup(IConfiguration configuration)36 {37 Configuration = configuration;38 }39 40 /// 41 /// 获取配置对象42 /// 43 public IConfiguration Configuration { get; }44 45 /// 46 /// 配置依赖注入的对象。47 /// 48 /// 49 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)50 {51 #region 1、在网关中增加鉴权模块52 53 var authenticationProviderKey = "UserGatewayKey";54 services.AddAuthentication("Bearer")55 .AddIdentityServerAuthentication(authenticationProviderKey, options =>56 {57 options.Authority = "http://localhost:7299";58 options.ApiName = "UserApi";59 options.RequireHttpsMetadata = false;60 options.SupportedTokens = SupportedTokens.Both;61 });62 63 #endregion64 65 #region 2、配置网关、网关缓存和服务治理66 67 services.AddOcelot()//使用 Ocelot 网关服务。68 .AddConsul()//使用Consul 服务发现控制器。69 .AddCacheManager(builer => builer.WithDictionaryHandle()) //使用 Ocelot 缓存服务70 .AddPolly();//支持瞬态故障库----超时、熔断、限流、降级、雪崩效应等都可以做71 72 #endregion73 }74 75 76 /// 77 /// 78 /// 79 /// 80 /// 81 public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)82 {83 app.UseOcelot();//配置使用 Ocelot 网关中间件。84 }85 }86 } 1 { 2 //************************************* Ocelot 网关 + 认证中心 + Consul 服务发现 ************************************* 3 "Routes": [ 4 { 5 "DownstreamPathTemplate": "/api/{url}", 6 "DownstreamScheme": "http", 7 "UpstreamPathTemplate": "/gate/{url}", 8 "UpstreamHttpMethod": [ "Get", "Post" ], 9 "UseServiceDiscovery": true,10 "ServiceName": "PatrickLiuService",11 "LoadBalancerOptions": { "Type": "RoundRobin" },12 //IdentityServer 4 认证中心13 "AuthenticationOptions": {14 "AuthenticationProviderKey": "UserGatewayKey",15 "AllowedScops": [ "User.Get", "Health.Check" ]16 }17 }18 ],19 "GlobalConfiguration": {20 "BaseUrl": "http://localhost:6299",21 "ServiceDiscoveryProvider": {22 "Host": "localhost",23 "Port": 8090,24 "Type": "Consul",25 "PollingInterval": 1000,//轮训 Consul，频率毫秒26 "Token": "footoken"//需要ACL的话27 }28 }29 } 1 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 2 using Microsoft.Extensions.Configuration; 3 using Microsoft.Extensions.Hosting; 4 5 namespace PatrickLiu.MicroService.Gateway 6 { 7 public class Program 8 { 9 public static void Main(string[] args)10 {11 CreateHostBuilder(args).Build().Run();12 }13 14 public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>15 Host.CreateDefaultBuilder(args)16 .ConfigureAppConfiguration(config =>17 {18 config.AddJsonFile("configuration.json",optional:false,reloadOnChange:true);19 })20 .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder =>21 {22 webBuilder.UseStartup ();23 });24 }25 } 1 using IdentityServer4.Models; 2 using System.Collections.Generic; 3 4 namespace PatrickLiu.MicroService.AuthenticationCenter 5 { 6 /// 7 /// 自定义的配置文件。 8 /// 9 public class ClientInitConfig10 {11 /// 12 /// 获取资源的使用范围。13 /// 14 /// GetApiScopes()16 {17 return new List 18 {19 //User API 20 new ApiScope(name: "User.Get", displayName: "获取用户数据"), 21 22 // Health API23 new ApiScope(name: "Health.Check", displayName: "健康检查."), 24 };25 }26 27 /// 28 /// 获取能访问的资源。29 /// 30 /// GetApiResources()32 {33 return new List 34 {35 new ApiResource("UserApi","Invoice API")36 {37 Scopes={ "User.Get", "Health.Check" }38 }39 };40 }41 42 43 /// 44 /// 客户端的认证条件。45 /// 46 /// GetClients()48 {49 return new List {50 new Client{51 ClientId="PatrickLiu.MicroService.AuthenticationDemo",52 ClientSecrets={new Secret("PatrickLiu123456".Sha256()) },53 AllowedGrantTypes=GrantTypes.ClientCredentials,54 AllowedScopes=new[]{ "User.Get", "Health.Check" },55 Claims=new List (){56 new ClientClaim(IdentityModel.JwtClaimTypes.Role,"Admin"),57 new ClientClaim(IdentityModel.JwtClaimTypes.NickName,"PatrickLiu"),58 new ClientClaim("eMail","PatrickLiu@sina.com")59 }60 }61 };62 }63 }64 } 三、搭建Consul服务的集群。 在互联网的环境下，任何服务组件都很难通过单打独头，独立撑起一片天。随着分布式技术的发展和日益成熟，互联网的项目也开始进行分布式部署，或者是微服务架构部署。基于我们上一篇文章所介绍的，基于单点Consul搭建的微服务架构是有很大问题的。这种情况只是测试环境，不是真正的产品环境，如果我们想更接近产品环境，或者说，我们更接近真实环境，我们必须保证每个节点的高可用。
Consul 用 Golang 实现，因此具有天然可移植性（支持 Linux、windows 和 Mac OS X )，它的安装包仅包含一个可执行文件，方便部署，与 Docker 等轻量级容器可无缝配合。 在这里我们仅仅对Consul集群做简单的介绍，具体的详情可以自己去网上学习。Consul服务在Cluster集群上的每一个节点都运行一个Agent代理，这个Agent代理可以使用Server服务器或者Client客户端模式。Client客户端负责到Server服务器端的高效通信，相对为无状态的。 Server服务器端负责：包括选举领导节点，维护Cluster集群的状态，对所有的查询做出响应，跨数据中心的通信等等。 Agent代理可以运行在Server服务器模式或者Client客户模式，每个数据中心至少有一个Agent代理运行在server服务器模式，一般建议是3或者5个Server。部署单个Server是非常不好的，因为在失败场景中出现数据丢失是不可避免的。我们今天要3个服务器端和1个客户端来完成我们今天的架构任务。 名词解释： A、Client ：Consul 的 Client模式，就是客户端模式。是Consul 节点的一种模式，这种模式下，所有注册到当前节点的服务会被转发到 Server，本身不具有持久化数据的功能。 B、Server ：Consul 的 Server 模式，表明这个Consul 是个 Server ，这种模式下，功能和 Client 都一样，唯一不同的是，它会把所有的数据持久化的本地，这样遇到故障，信息是可以被保留的。 C、Server-Leader：是所有服务器们的老大，它和其它Server 不一样的一点是，它需要负责同步注册的信息给其它的 Server ，同时也要负责各个节点的健康监测。 D、Raft：Server 节点之间的数据一致性保证协议使用的是 raft，而Zookeeper 用的PAXOS，ETCD采用的也是Raft服务发现协议，Consul 采用 http 和 DNS 协议，ETCD 只支持 http 。 E、服务注册：Consul 支持两种方式实现服务注册，一种是通过 Consul 的服务注册API（Http协议），由服务自己调用 API 实现注册；另一种方式是通过JSON 格式的配置文件实现注册，将需要注册的服务以JSON 格式的配置文件给出。Consul 官方建议使用第二种方式。 Consul文档： Consul官网： 我们开始在此搭建我们的Consul服务集群，以便改善单节点Consul的情况。 1、我们开始现在Consul服务组件，存放在没有包含中文的目录里。 下载地址： 2、解压文件，并存放在你指定的工作目录。 工作目录：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows 在这个目录下边，只有一个文件，consul.exe 3、开始启动服务实例，3个服务器端，一个客户端。 Consul其实不需要安装，这里所说的安装，指的是配置Consul地址到环境变量中，这样就可以在cmd命令框中直接执行命令了，避免切换目录。如果自己不嫌麻烦，就不用配置环境变量，我就没有配置（主要执行次数少），每次执行就直接进入目录执行Consul文件，执行命令：consul.exe，也就是Consul的文件名。 参数解释： consul agent：命令头，必须要有。 -server：表示要启动服务器代理（agent）模式。ConsulAgent节点的运行模式有两种，Server模式和Client模式。其区别就是Server模式数据可以持久化到本地，而Client模式不可以。 -ui：consul运行后，会提供一个http://127.0.0.1:8500/ui/的网站，里面存储了ConsulAgent各个节点以及注册的服务等相关信息，即数据中心的网页形式体现。这个参数代表是否创建这个网站，这个参数与这个数据中心网站有关。 -bind：本机的IP地址，集群内其他代理服务器可以通过这个IP来访问这台电脑的consul代理服务器。 -bootstrap-expect：是集群启动条件，指当服务器端模式（Server模式）的代理达到这个数目后，才开始运行。 -data-dir：是存放数据中心数据的目录，该目录必须是稳定的，系统重启后也继续存在的。 -config-dir：是存放数据中心日志的目录，该目录必须是稳定的，系统重启后也继续存在的。 -datacenter：当前Consul的中心数据的名称，默认是dc1。 -node：节点在集群中的名称，在一个集群中必须是唯一的，默认是该节点的主机名（代表一个机器）。 -client：本地IP地址，这里使用0.0.0.0 ，就表示这个服务器所有IP都可以，即当这台电脑有俩IP，192.168.1.100和192.168.1.111，那么通过这俩IP都可以访问到这台机器的consul代理服务器。 -join：表示当前的服务器节点或者是客户端节点要加入集群的服务器，后面跟要加入的服务器的具体IP地址。 安装完成后，Agent就可以启动了，我们开始搭建我们Consul集群了。 （1）、创建Server-Leader，Consul集群中的领导者。 命令：consulagent –server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData-node=consul-Server1 –client=0.0.0.0 -bind=127.0.0.1 –datacenter=dc1 -config-dirD:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData\config 配置： 当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData\config JSON配置： 效果： （2）、创建Server-Follower，Consul集群中的第一个追随者 命令：consul agent–server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData2-node=consul-Server2 –client=0.0.0.0 -bind=127.0.0.1 -config-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData2\config–datacenter=dc1 –join 127.0.0.1:8301 配置： 当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData2\config JSON配置： 效果： 成功加入第一个Consul服务所创建的集群 （3）、创建Server-Follower，Consul集群中的第二个追随者 命令：consulagent –server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData3-node=consul-Server3 –client=0.0.0.0 -bind=127.0.0.1 -config-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData3\config–datacenter=dc1 –join 127.0.0.1:8301 配置： 当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData3\config JSON配置： 效果： （4）、创建Consul-Client ，Consul集群中的客户端。 命令：consulagent -ui –client=0.0.0.0 –bind=127.0.0.1 -data-dir=D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulClient-node=consul-Client -config-dir=D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulClient\config–datacenter=dc1 -join 127.0.0.1:8301 配置： 当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulClient\config JSON配置： 效果： 4、验证3个服务器端和一个客户端是否安装成功。 执行这些命令，都要切换到Consul所在的目录。切记。 （1）、consulmembers 查看Consul成员列表。 3个server,1个client,状态是：alive,说明集群创建成功。 （2）、我们在看看服务器角色的分配是否合适？ 执行命令：consul operator raft list-peers （3）、我们也可以通过浏览器访问以下地址，验证Consul服务是否安装成功。 第一主服务器： 第二从服务器： 第三从服务器： Consul客户端： 能看到如下截图，也可以说明成功。我只截一个图了，其他都类似。
四、配置Nginx服务组件
在这里我并不想对Nginx做更多的介绍，网上的资料太多了，我在这里只是简单说明一下，如果大家想去学习有关Nginx的知识，请去网上自行恶补了。还要说明一下，在进行这项工作之前，请确保上一步的工作配置完成，就是Consul集群的配置工作，因为在这一步里我们要配置Nginx，使用的地址信息就是Consul集群地址列表。 Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，Nginx 1.0.4发布。 其特点是占有内存少，并发能力强，事实上Nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用Nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。 1、下载Nginx服务组件。 网关下载： 我下载的版本号是：1.18.0，随着时间推移，你们下的版本可能不一样，但是只要是稳定版本就可以了。 2、解压到没有包含中文字符的目录里。 Nginx 根目录：D:\Programs\MicroServices\ConsulNginx Nginx.Conf文件目录：D:\Programs\MicroServices\ConsulNginx\conf 3、开始配置nginx.conf 文件，配置很简单，不多说了。 4、启动Nginx 服务。 执行命令：startnginx 如果修改文件后可以执行：nginx–s reload 如果想停止获或退出，可以执行：nginx –sstop|quit 5、检查Nginx服务是否启动成功。 我们可以通过访问以下地址，来验证Nginx配置是否正确。 ，打开地址，我们看到了Consul服务界面，说明配置和启动成功。五、Ocelot服务治理组件简介
今天要给大家介绍的Ocelot是一个基于 .netcore的开源WebAPI服务网关项目，它的功能非常强大，包括了路由、请求聚合、服务发现、认证鉴权、限流、负载均衡等功能。而这些功能都可以直接通过修改json配置文件即可使用，非常方便。Ocelot是系统中对外暴露的一个请求入口，所有外部接口都必须通过这个网关才能向下游API发出请求，就如地铁中的安检系统，所有人都必须经过安检才能乘坐地铁。 当然了，我今天肯定也不会对Ocelot服务组件进行详细的讨论，它有官网和详细的文档，如果想看它的源码也是没有问题的，因为它是开源的。如果大家想去学习的话，可以直接点击我贴出的连接。官网：
文档：
GIT：
六、我们可以看看客户端展示的效果了
1、客户端我们自己实现的轮训策略，每次刷新，端口号都变，效果如图： 5726端口的数据： 5727端口的数据： 5728端口的数据： 5729端口的数据： 2、我们的结论。 虽然我们现在增加了Consul集群，也增加了Ocelot网关集群，每个集群也都有自己的Nginx服务实现负载均衡，系统从整体上来说，稳定性和高可用性得到了的保障，并且，我们的服务也已经有了安全认证，安全性大大加强，这样看似挺圆满的，这样就完成了吗？当然不是，还要Token过期的问题，和客户端集成的问题，当然IdentityServer的认证方式有很多种，在产品环境中，我们还有很多要改进的地方。但是这些问题，可能，我要放一放，我要把这些东西全部搬到Linux服务器上，全部实现虚拟化部署，当然也会涉及到Docker的使用。这也是我们下一篇文章要解决的问题，有挑战啊。七、结束语 好了，今天就写到这里了。俗话说，兵来将挡水来土掩，只要我们勇往直前，道路一定是光明的，再者说，老天不会饿死努力的小鸟的。努力吧，每天进步一点点。
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