Nacos架构与原理 - 配置模型

背景

在单体架构的时候我们可以将配置写在配置文件中，但有⼀个缺点就是每次修改配置都需要重启服务才能生效。

当应用程序实例比较少的时候还可以维护。如果转向微服务架构有成百上千个实例，每修改⼀次配置要将全部实例重启，不仅增加了系统的不稳定性，也提高了维护的成本。

那么如何能够做到服务不重启就可以修改配置？所有就产生了四个基础诉求：

 需要支持动态修改配置

 需要动态变更有多实时

 变更快了之后如何管控控制变更风险，如灰度、回滚等

 敏感配置如何做安全配置

概念介绍

配置(Configuration)

在系统开发过程中通常会将⼀些需要变更的参数、变量等从代码中分离出来独立管理，以独立的配置文件的形式存在。目的是让静态的系统工件或者交付物（如 WAR，JAR 包等）更好地和实际的物理运行环境进行适配。

配置管理⼀般包含在系统部署的过程中，由系统管理员或者运维人员完成这个步骤。配置变更是调整系统运行时的行为的有效手段之⼀。

配置管理 (Configuration Management)

在 Nacos 中，系统中所有配置的存储、编辑、删除、灰度管理、历史版本管理、变更审计等所有与配置相关的活动统称为配置管理。

配置服务 (Configuration Service)

在服务或者应用运行过程中，提供动态配置或者元数据以及配置管理的服务提供者.

配置项（Configuration Item）

⼀个具体的可配置的参数与其值域，通常以 param-key = param-value 的形式存在。

例如我们常配置系统的日志输出级别（logLevel = INFO | WARN | ERROR）就是⼀个配置项。

配置集（Configuration Set）

⼀组相关或者不相关的配置项的集合称为配置集。

在系统中，⼀个配置文件通常就是⼀个配置集，包含了系统各个方面的配置。例如，⼀个配置集可能包含了数据源、线程池、日志级别等配置项。

命名空间（Namespace）

用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。

Namespace 的常用场景之⼀是不同环境的配置的区分隔离，例如开发测试环境和生产环境的资源（如数据库配置、限流阈值、降级开关）隔离等。

如果在没有指定 Namespace 的情况下，默认使用 public 命名空间

配置组（Group）

Nacos 中的⼀组配置集，是配置的维度之⼀。通过⼀个有意义的字符串（如 ABTest 中的实验组、对照组）对配置集进行分组，从而区分 Data ID 相同的配置集。

当您在 Nacos 上创建⼀个配置时，如果未填写配置分组的名称，则配置分组的名称默认采用 DEFAULT_GROUP 。

配置分组的常见场景：不同的应用或组件使用了相同的配置项，如 database_url 配置和 MQ_Topic 配置。

配置 ID（Data ID）

Nacos 中的某个配置集的 ID。配置集 ID 是划分配置的维度之⼀。Data ID 通常用于划分系统的配置集。

⼀个系统或者应用可以包含多个配置集，每个配置集都可以被⼀个有意义的名称标识。Data ID 尽量保障全局唯⼀，可以参考 Nacos Spring Cloud 中的命名规则：

    ${prefix}-${spring.profiles.active}-${file-extension}

配置快照（Configuration Snapshot）

Nacos 的客户端 SDK 会在本地生成配置的快照。当客户端无法连接到 Nacos Server 时，可以使用配置快照显示系统的整体容灾能力。

配置快照类似于 Git 中的本地 commit，也类似于缓存，会在适当的时机更新，但是并没有缓存过期（expiration）的概念。

Nacos 配置模型

基础模型

Nacos 提供可视化的控制台，可以对配置进行发布、更新、删除、灰度、版本管理等功能。
SDK 可以提供发布配置、更新配置、监听配置等功能。
SDK 通过 GRPC 长连接监听配置变更，Server 端对比 Client 端配置的 MD5 和本地 MD5是否相等，不相等推送配置变更。
SDK 会保存配置的快照，当服务端出现问题的时候从本地获取。

配置资源模型

Namespace 的设计就是用来进行资源隔离的，我们在进行配置资源的时候可以从以下两个角度来看：

从单个租户的角度来看，我们要配置多套环境的配置，可以根据不同的环境来创建 Namespace 。比如开发环境、测试环境、线上环境，我们就创建对应的 Namespace（dev、test、prod），Nacos 会自动生成对应的 Namespace Id 。如果同⼀个环境内想配置相同的配置，可以通过Group 来区分。如下图所示：

从多个租户的角度来看，每个租户都可以有自己的命名空间。我们可以为每个用户创建⼀个命名空间，并给用户分配对应的权限，比如多个租户（zhangsan、lisi、wangwu），每个租户都想有⼀套自己的多环境配置，也就是每个租户都想配置多套环境。那么可以给每个租户创建⼀个 Namespace （zhangsan、lisi、wangwu）。同样会生成对应的 Namespace Id。然后使用 Group 来区分不同环境的配置。如下图所示

配置存储模型（ER 图）

Nacos 存储配置有几个比较重要的表分别是:

 config_info 存储配置信息的主表，里面包含 dataId、groupId、content、tenantId、encryptedDataKey 等数据。

 config_info_beta 灰度测试的配置信息表，存储的内容和 config_info 基本相似。有⼀个 beta _ips 字段用于客户端请求配置时判断是否是灰度的 ip。

 config_tags_relation 配置的标签表，在发布配置的时候如果指定了标签，那么会把标签和配置的关联信息存储在该表中。

 his_config_info 配置的历史信息表，在配置的发布、更新、删除等操作都会记录⼀条数据，可以做多版本管理和快速回滚。

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