Author: Gorit

Date：2021年1月

Refer：阿里云大学

2021年发表博文： 9/50

四、Nacos 集群部署实现原理

Nacos 核心帮助我们做的事情

• 注册中心
• 分布式配置中心

注册中心：没有必要将数据持久化到数据库中，可以持久化到本地硬盘。（需要在 注册中心的 server-addr 指定 nacos 的服务，可以指定多个）

分布式配置中心：默认是将数据持久化到本地嵌入式数据库，改为 mysql 数据库

本地搭建伪集群，开启三个不同端口的 nacos 服务，然后在 cluster.conf 中加入三个 nacos 服务的路径 + 端口

Nacos 在不同版本下运行集群是不一样的。

注意：

1. nacos 在 windwos 版本下运行默认是单机版本 需要指定 startup.cmd -m cluster（但是我用的版本默认就是集群开启的）
2. nacos 在 linux 版本下运行默认是集群版本 如果连接单机版本 startup.cmd -mstandalone
3. 集群的 ip 地址不能采用 127.0.0.1

4.1 分布式一致性的算法 Raft协议

4.1.1 分布式系统中一致性协议有哪些

Raft 到底是什么问题：分布式一致性算法

分布式系统一致性算法 应用于系统软件实现集群保持每个节点数据的同步性

保持我们集群中每个节点数据一致性问题，专业术语分布式一致性的。

场景：

• Redis集群
• Nacos集群
• MangoDB集群

分布式事务一致性算法 与 分布式系统一致性算法有哪些

前者框架：核心解决我们实际系统产生的跨事务导致的分布式事务问题。

核心靠最终一致性：rocketmaq事务消息、rabbitmq补单、lcn、seata等。

后者框架：解决系统之间集群之后每个节点保证数据一致性

raft（nacos）、zab（zookeeper）、paxos等

整个集群为保证数据一致性问题，必须满足大多数情况 > n /2+1，可运行的接地那才可以使用

4.1.2 ZAB 协议与 Paxos 协议类型的区别

ZAB 协议实现原理
ZAB 协议实现原理是通过比较 myidmyid 谁最大谁谁就可能成为领导角色，只要满足过半机制即可成为领导角色，后来启动的节点也不会参与成为领导角色

数据一致性

4.2 Nacos Raft一致性心跳的实现原理

4.2.1 在 Raft 协议算法中分为角色 | 名词

1. 状态：分为跟随者、竞选者（候选人）、领导角色
2. 大多数： > n/2+1（n 集群的总结点）
3. 任期：每次选举一个新的领导角色 任期都会实现增加

注意：任何算法都来源生活

1. 经选择谁的票数最多，谁就是为领导角色。

存在的疑问：

多个竞选者：产生的票数都完全一样，这样谁才能成为领导角色

4.2.2 选举的过程是如何？

1. 默认的情况下每个节点都是为跟随者
2. 每个节点会随机的生成一个选举的超时时间，例如大概是 100 - 300ms，在这个超时的时间范围内必须要等待
3. 超时时间过后，当前节点的状态可能由跟随者 变为 竞选者状态，会给其他的节点发出选举投票通知，只要该经选择超过半数以上即可进选

核心设计的原理：谁超时时间最短大概率的为领导角色

那么随机性树有可能出现一样的情况下：

1. 如果所有的节点的超时随机数都是一样的情况下，当投票全部作废，重新进入随机生成超时时间
2. 如果有多个节点生成的随机都是一样的，比较谁的票数最多，谁就是为领导，如果票数完全一样的情况下，直接作废，重新进入随机生成的超时时间，建议集群节点为奇数

4.2.3 分布式一致性算法 Raft 协议

故障重新实现选举.

如果我们跟随者节点不能及时的收到领导角色的消息的，那么这时候跟随者状态就会变
为竞选者状态，发给其他的节点发出选举投票通知，只要该竞选者有超过半数以上即可
选举为领导角色

数据如何保证一致性 类似 zab 两阶段提交协议

1. 所有的写的请求都是统一交给我们的领导角色完成，会写入该对应的日志，标记该状态为提交状态
2. 为了提交该日志，领导角色就会将该日志心跳的形式发送到其他跟随者，只要满足过半的跟随者可以写入改数据，则为直接通知其他节点同步数据，这个称之为日志复制

下一节

新一代服务网关 SpringCloud Gateway