摘要：于是，市面上出現(xiàn)了分布式的配置中心。為什么呢因為要結(jié)合分布式配置中心微服務(wù)，才能真正實現(xiàn)我們所理解的。所謂灰度發(fā)布，是說一個微服務(wù)集群里面，比如有個訂單系統(tǒng)，做了一些配置上的更新。數(shù)人云分布式統(tǒng)一配置中心數(shù)人云分布式統(tǒng)一配置中心，取名。

本文來自1月18日數(shù)人云資深工程師在IT大咖說平臺的線上直播分享。

今天主要探討這幾方面：

一、配置中心的定位
二、云化的微服務(wù)對于配置中心的要求
三、微服務(wù)配置原則
四、數(shù)人云分布式配置中心整體架構(gòu)

應(yīng)DevOps和微服務(wù)而生的配置中心
首先想跟大家分享一下，為什么會有配置中心的存在？在我早期從事軟件開發(fā)時，是沒有配置中心，也沒有微服務(wù)的。

以前每次系統(tǒng)發(fā)布，無論是大改動，還是很小很小的改動，都必須經(jīng)歷發(fā)布的過程。這個改動有時候小到，只是修改了某個配置文件的某個字段，也必須要重新打包，重新部署。

而且，在企業(yè)里開發(fā)和運維的人員，往往不是同一個群組。部署時，開發(fā)人員需要為運維人員準(zhǔn)備部署文檔。這個過程中，經(jīng)常會由于溝通協(xié)調(diào)不到位，無法第一時間預(yù)測到所有問題，導(dǎo)致在正式上線時，被用戶第一時間察覺到上線出了問題，或者部署不正確等，導(dǎo)致一些非常嚴(yán)重的后果。

隨著時間的推移，軟件工程界出現(xiàn)了新的名詞--DevOps。開發(fā)和運維人員共同協(xié)作進(jìn)行產(chǎn)品的部署上線。在DevOps時代，如何將概念通過一些IT的手段轉(zhuǎn)化為直接的生產(chǎn)力。因為每次發(fā)布改動越大，發(fā)布的頻率越高，系統(tǒng)的風(fēng)險就越大。

所以業(yè)界急需一種技術(shù)手段，來協(xié)助開發(fā)、部署和運維三方面的人員，在不斷的迭代過程中，減少這種風(fēng)險。配置能不能是一種動態(tài)的配置？而不再需要去做一些靜態(tài)配置?；谶@種業(yè)界的風(fēng)險，就有了去做配置中心的沖動。于是，市面上出現(xiàn)了分布式的配置中心。

無論是分布式的配置中心，還是普通配置中心，它到底在配置什么東西？如果把時間往前推一段，通過SSH登陸服務(wù)器修改配置的那個時代，配置中心的作用其實不大。

到了2010年之后，業(yè)界出現(xiàn)了微服務(wù)，分布式的配置中心才正式地光明正大的走向舞臺。為什么呢？因為要結(jié)合分布式配置中心+微服務(wù)，才能真正實現(xiàn)我們所理解的DevOps。

微服務(wù)配置原則
Heroku創(chuàng)始人AdamWiggins發(fā)布了一個“十二要素應(yīng)用宣言（TheTwelve-Factor App）”，為構(gòu)建使用標(biāo)準(zhǔn)化流程自動配置，服務(wù)界限清晰，可移植性高，基于云計算平臺，可擴展的服務(wù)配置提供了方法論：

1.配置是可分離的，可從微服務(wù)中抽離出來，任何的配置修改不需要動一行代碼。
2.配置應(yīng)該是中央的 通過統(tǒng)一的中央配置平臺去配置管理不同的微服務(wù)
3.配置中心必須必須可靠切穩(wěn)定地提供配置服務(wù)。
4.配置是可追溯的，任何的配置歷史都是可追溯，被管理且可用。

在云服務(wù)時代，對微服務(wù)做配置，對它有什么樣的要求呢？

首先必須基于鏡像管理部署，有自己相應(yīng)獨立的配置，而且程序包不可以因為環(huán)境的改變而更改。也就是說，它是獨立于環(huán)境的不可變的程序包。

其次所有的微服務(wù)通過環(huán)境變量或者配置存儲時，在啟動的那一刻，就可以做配置，也可以通過動態(tài)的修改實時生效。

微服務(wù)啟動時配置

一個微服務(wù)從打包、上線、部署，打包以后，會在啟動階段從配置Configuration Repository 里面拉取它的配置，通過注冊與發(fā)現(xiàn)，注冊在注冊中心里，在啟動時，把服務(wù)中心的配置拉取到本地，成為應(yīng)用的一部分。

并且在服務(wù)運行過程中，實時動態(tài)監(jiān)聽配置的變更，達(dá)到有新的配置時馬上下發(fā)到微服務(wù)，使配置有實時生效的效果。

配置中心的定位

有了以上這種業(yè)務(wù)需求，到底要做一個怎樣的配置中心？數(shù)人云認(rèn)為，這個配置中心必須有一致性的K-V存儲中心，K-V存儲就是說，一個K對應(yīng)一個V，而且這種存儲必須持久化、可追溯。

它必須是可以集中統(tǒng)一配置，實時推送，以及馬上生效。

所有配置都必須實現(xiàn)灰度更新與回滾。所謂灰度發(fā)布，是說一個微服務(wù)集群里面，比如有個訂單系統(tǒng)，做了一些配置上的更新。想在小范圍探討一下，實驗一下這個配置對業(yè)務(wù)有怎樣的影響，這時就用到灰度更新這個概念。

灰度更新是說，通過Data center或靜態(tài)IP，指定某個配置只對某幾個IP，或者Datacenter里面的某個服務(wù)生效，其他的不在這個范圍內(nèi)的服務(wù)，不會受到影響。觀察效果，如果OK，就把這個整體配置全面推送到所有的微服務(wù)。如果效果不滿意，就把配置回滾到原來的狀態(tài)。

全量更新，灰度更新，或者回滾，必須是可在任何時候查看，在某一個任意的時刻，回滾到某一個歷史點的配置。

最后一個是要有多集群的啟動，所謂多集群的啟動就是，我們把配置存儲的時候，必須存儲在一個多集群的環(huán)境里面，以達(dá)到物理隔離的目的。

另外還有一些原則，業(yè)務(wù)無關(guān)性、 Open API、配置生效監(jiān)控。就是說配置中心必須提供API給第三方的系統(tǒng)來使用。配置的生效監(jiān)控是，必須實時知道，有哪些服務(wù)拉取了配置，是否已經(jīng)生效，或者這個配置的效果如何？

配置中心的支撐體系

第一種運維管理體系類似于偏靜態(tài)類的配置，在啟動時通過配置文件直接拉取讀業(yè)務(wù)。

另外一種是開發(fā)管理體系，偏動態(tài)管理，代表的是一種程序或者在運行過程中，通過實時的變更配置內(nèi)容而實時生效，達(dá)到的一種效果。

一個健全的配置中心應(yīng)該支持這兩種運維體系。

配置中心的微服務(wù)兼容

配置中心必須對現(xiàn)有主流的一些開發(fā)框架有API方面的兼容。數(shù)人云在做配置中心時，很難預(yù)估第三方來調(diào)用服務(wù)時，到底搭配在什么樣的開發(fā)框架上？通常來說，配置中心不可能兼容市面上所有的東西，數(shù)人云選擇重要的框架來做深度兼容。

首先，對Spring Cloud，阿里的Dubbo這些常規(guī)的第三方云服務(wù)框架做了API方面的兼容。目前來說，至少要支持SpringCloud、Dubbo、Nginx、Tomcat、Logback等各方面的配置。

這種配置各有各的特性，所以我們就挑選了一些有經(jīng)典案例的，通用性的東西來做配置的集成，比如原生支持SpringBoot、Spring Cloud，集成支持k8s，就是k8s容器。

數(shù)人云hawk分布式統(tǒng)一配置中心

數(shù)人云分布式統(tǒng)一配置中心，取名Hawk。Hawk基于ETCD打造，主要解決把開發(fā)人員從復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程和煩瑣的配置中解脫出來，讓開發(fā)人員只關(guān)注自己的業(yè)務(wù)代碼，把運維、配置這些剝離出去。同時降低服務(wù)部署、發(fā)布過程中的風(fēng)險。

基于微服務(wù)體系理念打造的分布式統(tǒng)一配置中心Hawk支持多種類型配置：如Spring Cloud、 Dubbo、Kubernetes Configmap、Logback、Linux Environment，具有完善的配置管理流程、配置實施推送、支持多集群多環(huán)境、多版本控制，更提供配置細(xì)粒度的管理如灰度管理、任意版本重置等豐富功能。

整個體系兼容開源社區(qū)的Spring Cloud Config以及Kubernetes的Configmap，極大降低使用者的學(xué)習(xí)門檻以及業(yè)務(wù)對平臺的耦合。相應(yīng)的管理流程也規(guī)范了配置的使用，降低配置帶來的發(fā)布錯誤等。

功能特性
對比主流框架，數(shù)人云HAWK有如下一些重要的功能特性：

支持配置實時推送以及實時生效，在程序的運行過程中，不能說把服務(wù)停下來才能更新，必須實時配置，實時生效。

支持多版本管理，配置不管哪個版本，都可以隨時查看、查閱以及激活歷史的版本，并做發(fā)布。

支持多集群環(huán)境，多環(huán)境配置。通過數(shù)據(jù)庫或者后端存儲，以達(dá)到支持SIT、UAT環(huán)境的體系。

優(yōu)美的監(jiān)控臺,提供多維度Dashboard以及監(jiān)控視圖，支持配置灰度和回滾。

支持?jǐn)?shù)據(jù)全局備份和回復(fù)，進(jìn)一步提升配置數(shù)據(jù)的容災(zāi)能力。

提供OpenAPI,支持多系統(tǒng)集成的便利手段，支持配置應(yīng)急預(yù)案處理。

配置流程管理，完善的配置流程管理，確保配置下發(fā)前必須獲得確認(rèn)和授權(quán)。

認(rèn)證與授權(quán)，提供LDAP集成，以及多角色權(quán)限管理。

支持操作審計，確保配置操作有據(jù)可查。

支持多種配置文件，Spring Cloud Config、Dubbo、Logback、Nginx、LinuxEnvironment、Tomcat。

支持Spring Cloud服務(wù)治理配置和管控，支持Spring Cloud自有的Hystrix的微服務(wù)治理如熔斷、Fallback等等。

無縫集成Kubernetes的Configmap以及Secrets，并提供增強的企業(yè)管理流程。

Hawk整體架構(gòu)

首先接入第一層是網(wǎng)關(guān)，整體的存儲通過Hawk Server，下發(fā)到ETCD集群，ETCD集群再同步到K8S容器運行的平臺。

剛才有同學(xué)說Hawk跟阿波羅有相似的地方。在研究對比時，我們覺得阿波羅出于業(yè)務(wù)需求，有一些比較復(fù)雜的地方，決定把流程簡化。

先從數(shù)據(jù)遷移的狀態(tài)簡化成簡單的幾部分。比如新建一個配置，要么配置就被刪除了，直接一步到位。如果沒有這樣做，就面臨幾種情況，這個配置是否要小范圍的去做一些試探性的發(fā)布，這種情況可以走灰度發(fā)布，狀態(tài)變成灰度中，配置不允許更改。要么就是兩條路走，全量發(fā)布到所有服務(wù)上。要么就是放棄灰度回到之前的狀態(tài)，放棄灰度后會去到已修改的狀態(tài)。

另外一種情況，新建一個配置，直接全量發(fā)布，狀態(tài)變成已發(fā)布狀態(tài)，這時候是可更改的。但是每一次的更改，還是會回到原來那個狀態(tài)。這個更改要做灰度嗎？還是做發(fā)布？還是對發(fā)布有點后悔，不打算更改了？這時，從歷史版本里面找一個合適的版本，激活，然后再做一次發(fā)布，通過幾個簡單的回路，涵蓋了大部分的業(yè)務(wù)場景。
配置數(shù)據(jù)狀態(tài)變遷

Hawk Portal是主體的配置界面，用戶在界面上對配置進(jìn)行輸入、增刪、改查的管理。這些資料會有兩份，一份做通過Mysql做本地存儲，另一份通過Hawk Server直接同步到ETCD。

由于HAWK Server是同步到ETCD里面，也就是說ETCD相當(dāng)于另外一個數(shù)據(jù)庫，這當(dāng)中不存在數(shù)據(jù)之間的互相抄送，從而減低丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險。持久化，是說研發(fā)和運維在后臺做數(shù)據(jù)遷移，或者數(shù)據(jù)監(jiān)控時更有把握，更方便。

數(shù)人云HAWK其實有兩個ETCD，一個ETCD是做注冊發(fā)現(xiàn)的，Hawk Server、Hawk Portal都會注冊在里面，作為相關(guān)的組件。類比Spring Cloud Eureka，Eureka是注冊在Eureka Server里面的一個內(nèi)存列表，集群里面所有Server共享這個內(nèi)存信息。這個過程數(shù)人云做了簡化，所有信息全部注冊在ETCD里面。

ECTD集群由于是共享的，組件的狀態(tài)和一致性得到保障。Portal和Server之間不再通過Portal注冊在Server并通過心跳來維持關(guān)系而是通過共享持久化的ETCD，保證數(shù)據(jù)在任意時刻所看到的狀態(tài)都是一致的，從而保證了服務(wù)的注冊，以及服務(wù)發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定性。

Hawk和Eureka 選擇的路徑不一樣。Eureka是比較重量級的，HAWK則簡化了這個配置，簡化這種代碼的復(fù)雜性，重點提高系統(tǒng)的完整性，打造系統(tǒng)閉環(huán)，通過一些相對簡單的方法，提高服務(wù)的穩(wěn)定性。

配置一旦通過Hawk Portal潛入本地數(shù)據(jù)庫，微服務(wù)的注冊服務(wù)是怎么實現(xiàn)配置呢？當(dāng)Portal寫入配置到本地數(shù)據(jù)庫時，同時也會通過服務(wù)Sever去同步到ETCD，ETCD里面存儲的信息，是一個持久化的數(shù)據(jù)。

通過Server實時從ETCD拉取配置，有時是運行的時候拉取，有時是啟動時拉取。啟動時拉取有兩種策略，啟動的時候拉取配置，存儲到本地作為靜態(tài)文件的配置，運行時候拉取，動態(tài)的變更實時生效。

在Web層其實也有一些問題需要解決，比如，因為我們不是一個開發(fā)框架，是奔著一個開源系統(tǒng)的方向去，所以要解決服務(wù)跟瀏覽器之間的授權(quán)。

數(shù)人云現(xiàn)在的做法是在本土數(shù)據(jù)庫存儲一些用戶的信息，但是并沒有采用傳統(tǒng)意義上的建Session來做驗證和授權(quán)，而是通過動態(tài)下發(fā)JWT的形式，每一個請求動態(tài)下發(fā)，根據(jù)我個人用戶的一些信息生成，每次的請求一來一去都有交換新的Token，每個Token實時生效并有續(xù)約的功能，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的Session。

配置中心集成第三方框架與類庫

Hawk有一個第三方類庫集成，操作流程是這樣的：操作者通過UI調(diào)用HAWK后端的portal，通過Hawk Server把配置寫入ETCD。另外一些運營者和開發(fā)人員所持有的第三方服務(wù)，通過集成Hawk Client來讀取配置。

Hawk也有新的迭代，跟Sharding-JDBC做了集成，JDBC 2.0的一些趨勢跟HAWK系統(tǒng)做了深度集成。服務(wù)通過實時讀取配置中心配置實現(xiàn)動態(tài)更改分庫分表的策略。

Q&A
Q1：實時更改分布分表策略？
A1：可以，Sharding JDBC 2.0就是重點實現(xiàn)這個功能，這也是Hawk與Sharding JDBC深度合作的成果

Q2：歷史數(shù)據(jù)怎么辦？
A2：歷史的數(shù)據(jù)其實都是持久化存儲的。如果有一天要回到某個歷史版本，可以隨時通過調(diào)取已發(fā)布的歷史。Hawk有一個版面叫發(fā)布?xì)v史。這里，每一個配置都有配置歷史可追尋，可以隨時查看或激活某個版本。激活的時候，需要用戶去選擇要做一個全鏈發(fā)布還灰度發(fā)布，還是說什么都不做。

Q3：是否支持ServiceMesh？
A3：目前來說ServiceMesh還是一個比較新的東西。如果ServiceMesh是獨立配置的話，其實可以支持到。但是ServiceMesh有非常多的特性，還不敢說100%可以支持得到。其實數(shù)人云也在做ServiceMesh相關(guān)的項目，就是說它以后還是有非常大的可能，還是要集成ServiceMesh配置中心里面做一個閉環(huán)。目前這個版本支持一些比較輕量的配置。

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Q4：開發(fā)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境用哪一步驟？
A4：SIT和UI其實可以部署在一起，通過存儲隔離來做到。但是，不建議生產(chǎn)也部署在一起，生產(chǎn)還是建議獨立部署。生產(chǎn)還是物理隔離是最好的方案。

Q5：配置中心和服務(wù)中心是不是兩個系統(tǒng)？
A5：目前來說是兩個系統(tǒng)，但是現(xiàn)在的想法是暫時的?，F(xiàn)在的想法是是不是把配置中心再擴大一點，不叫配置中心了，而是叫比如微服務(wù)服務(wù)平臺。服務(wù)平臺里把配置中心跟注冊中心都作為一個組件融入進(jìn)去，把一些跟業(yè)務(wù)無關(guān)的東西抽離出來，搭載一些公共的平臺上，以組件的形式去融入到這個平臺里面去。

Q6：開源有本地緩存嗎？
A6：目前來說沒有本地緩存，是直接獲取ETCD的東西，所以它是實時的，但是注冊中心里面會加入緩存。

Q7：一般哪些信息通過配置中心配置？
A7：非業(yè)務(wù)的東西，比如平時開發(fā)一個系統(tǒng)，或者開發(fā)一個第三方系統(tǒng)，我們都有所有的配置文件，比如數(shù)據(jù)庫的連接，跟治理相關(guān)的東西，或者一些國外的引用，都可以通過配置中心來配置，并且這種配置不僅僅是在頁面上的配置，有一個插件給它，啟動之后直接把這些配置導(dǎo)入到配置中心里面去，還可以通過啟動的時候把這種配置下發(fā)到本地，形成一個本地的靜態(tài)配置。

Q8：server如果斷開怎么處理？
A8：因為Server是多Server集群的，如果斷開了并不是說通過指定IP地址去訪問這個Server，而是通過注冊與發(fā)現(xiàn)去訪問這個Server，如果Server斷開了，其實也就是說他們之間沒有心跳了，他們就會嘗試去ETCD里面請求一個新的連接，而這個連接也會通過注冊與發(fā)現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)其他的Server，這樣的話他們就會連接。