这两年微服务越来越火，使用Consul的人也越来越多，经常有人问一些问题，比如：服务注册到节点后，其他节点为什么没有同步？Client是干什么的？等等。这篇干货分享就谈一下Consul做服务发现的方式，答疑解惑一番。
Consul内部原理
下面这张图来源于Consul官网，很好的解释了Consul的工作原理，先大致看一下。
首先Consul支持多数据中心，在上图中有两个DataCenter，他们通过Internet互联，同时请注意为了提高通信效率，只有Server节点才加入跨数据中心的通信。
在单个数据中心中，Consul分为Client和Server两种节点（所有的节点也被称为Agent），Server节点保存数据，Client负责健康检查及转发数据请求到Server；Server节点有一个Leader和多个Follower，Leader节点会将数据同步到Follower，Server的数量推荐是3个或者5个，在Leader挂掉的时候会启动选举机制产生一个新的Leader。
集群内的Consul节点通过gossip协议（流言协议）维护成员关系，也就是说某个节点了解集群内现在还有哪些节点，这些节点是Client还是Server。单个数据中心的流言协议同时使用TCP和UDP通信，并且都使用8301端口。跨数据中心的流言协议也同时使用TCP和UDP通信，端口使用8302。
集群内数据的读写请求既可以直接发到Server，也可以通过Client使用RPC转发到Server，请求最终会到达Leader节点，在允许数据轻微陈旧的情况下，读请求也可以在普通的Server节点完成，集群内数据的读写和复制都是通过TCP的8300端口完成。
Consul服务发现原理
首先需要有一个正常的Consul集群，有Server，有Leader。这里在服务器Server1、Server2、Server3上分别部署了Consul Server，假设他们选举了Server2上的Consul Server节点为Leader。这些服务器上最好只部署Consul程序，以尽量维护Consul Server的稳定。
然后在服务器Server4和Server5上通过Consul Client分别注册Service A、B、C，这里每个Service分别部署在了两个服务器上，这样可以避免Service的单点问题。服务注册到Consul可以通过HTTP API（8500端口）的方式，也可以通过Consul配置文件的方式。Consul Client可以认为是无状态的，它将注册信息通过RPC转发到Consul Server，服务信息保存在Server的各个节点中，并且通过Raft实现了强一致性。
最后在服务器Server6中Program D需要访问Service B，这时候Program D首先访问本机Consul Client提供的HTTP API，本机Client会将请求转发到Consul Server，Consul Server查询到Service B当前的信息返回，最终Program D拿到了Service B的所有部署的IP和端口，然后就可以选择Service B的其中一个部署并向其发起请求了。如果服务发现采用的是DNS方式，则Program D中直接使用Service B的服务发现域名，域名解析请求首先到达本机DNS代理，然后转发到本机Consul Client，本机Client会将请求转发到Consul Server，Consul Server查询到Service B当前的信息返回，最终Program D拿到了Service B的某个部署的IP和端口。
Consul的其它部署架构
如果你实在不想在每个主机部署Consul Client，还有一个多路注册的方案可供选择，这是交流群中获得的思路。
如图所示，在专门的服务器上部署Consul Client，然后每个服务都注册到多个Client，这里为了避免服务单点问题还是每个服务部署多份，需要服务发现时，程序向一个提供负载均衡的程序发起请求，该程序将请求转发到某个Consul Client。这种方案需要注意将Consul的8500端口绑定到私网IP上，默认只有127.0.0.1。
这个架构的优势：
Consul节点服务器与应用服务器隔离，互相干扰少；
不用每台主机都部署Consul，方便Consul的集中管理；
某个Consul Client挂掉的情况下，注册到其上的服务仍有机会被访问到。
但也需要注意其缺点：
引入更多技术栈：负载均衡的实现，不仅要考虑Consul Client的负载均衡，还要考虑负载均衡本身的单点问题。
Client的节点数量：单个Client如果注册的服务太多，负载较重，需要有个算法（比如hash一致）合理分配每个Client上的服务数量，以及确定Client的总体数量。
服务发现要过滤掉重复的注册，因为注册到了多个节点会认为是多个部署（DNS接口不会有这个问题）。
是否可以只有Server？
这个问题的答案还是有关服务数量的问题，首先Server的节点数量不是越多越好，3个或者5个是推荐的数量，数量越多数据同步的处理越慢（强一致性）；然后每个节点可以注册的服务数量是有上限的，这个受限于软硬件的处理能力。所以如果你的服务只有10个左右，只有Server问题是不大的，但是这时候有没有必要使用Consul呢？因此正常使用Consul的时候还是要有Client才好，这也符合Consul的反熵设计。
大家可以将这个部署架构与前文提到的普适架构对比下，看看哪个更适合自己。
文章部分素材来源： 分布式实验室
