# Consul 架构

Consul是一个复杂的系统，它有许多不同的活动部件。为了帮助Consul的用户和开发人员形成一个关于它如何工作的思维模型，本页介绍下Consul系统架构。

在描述架构之前，我们建议阅读[术语表](https://www.consul.io/docs/glossary)，以帮助大家更好的了解讨论的内容。

在生产中部署Consul时，本文档中的架构概念可以与参考[架构指南](https://learn.hashicorp.com/tutorials/consul/reference-architecture?utm_source=consul.io\&utm_medium=docs)一起使用。

## 整体架构

从宏观角度看, Consul架构是这样的。

![](/files/-MKXw7fy6E9W7hkkkf6z)

我们来分析一下这张图，并描述一下每一个部分。首先，我们可以看到有两个数据中心，分别标注为 "DATACENTER1"和 "DATACENTER2"。Consul对多个数据中心有天然非常好的支持，并希望这是常见的情况。

在每个数据中心内，我们有**Client**和**Server**的混合。预计会有**3到5**台Server。这是在权衡故障场景下**可用性**和**性能**之间取得平衡的结果，因为随着机器的增加，共识的速度会逐渐变慢。然而，Client的数量没有限制，它们可以轻松地扩展到数千或数万。

所有在数据中心的代理都会参与一个[**Gossip**协议](https://www.consul.io/docs/internals/gossip、)。这意味着有一个Gossip池，其中包含了某个数据中心的所有**Agent**。这有几个目的：

* 第一，客户端不需要配置Server的地址，发现工作是自动完成的。
* 第二，检测代理故障的工作不放在Server上，而是分布式的。这使得故障检测的扩展性比原生的心跳方案要强得多。同时，它还为节点提供了故障检测，如果代理无法到达，那么该节点可能已经发生了故障。
* 第三，它被用作消息层，当发生重要事件（如Leader 选举）时进行通知。

 每个数据中心的Server都是单一Raft对等集的一部分。这意味着它们共同选出一个单一的Leader，一个被选中的Server，它有额外的职责。**Leader负责处理所有查询和事务**。事务也必须复制到所有参与[**共识协议**](https://www.consul.io/docs/internals/consensus)的分片。由于这一要求，当**None-Leader Server**收到RPC请求时，它会将其转发给集群Leader。 

**Server Agent**还作为**WAN（广域网）** Gossip Pool的一部分进行操作。这个池子与**LAN（局域网）**池不同，因为它是针对互联网的较高延迟进行优化的，WAN池只包含其他Consul 数据中心的Sever Agent。这个池的目的是让数据中心以低接触的方式发现彼此。让一个新的数据中心上线就像加入现有的WAN Gossip 池一样简单。因为服务器都在这个池中运行，所以还可以实现跨数据中心的请求。当一台Server收到一个不同数据中心的请求时，它会将其转发到正确数据中心的随机Server。然后该Servevr可能会转发到本地Leader。

这导致数据中心之间的耦合度很低，但由于故障检测、连接缓存和多路复用，跨数据中心的请求相对快速可靠。 

 一般情况下，**不同的Consul数据中心之间不会复制数据**。当对另一个数据中心的资源进行请求时，本地Consul服务器会将该资源的RPC请求转发给远程Consul服务器，并返回结果。如果远程数据中心不可用，那么这些资源也将不可用，但这不会以其他方式影响本地数据中心。

   在一些特殊情况下，可以复制有限的数据子集，比如使用Consul内置的ACL复制功能，或者使用consul-replicate等外部工具。 在某些地方，Client Agent可能会从Server上缓存数据，使其在本地可用，以提高性能和可靠性。例如， 包括连接证书和它允许Client代理对入站连接请求做出本地决定，而无需往返Server的场景。一些API端点还支持可选的结果缓存。这有助于可靠性，因为即使与服务器的连接中断或服务器暂时不可用，本地Agent仍然可以继续从缓存中响应一些查询，如服务发现或Connect授权。

## 深入了解

在这一点上，我们已经涵盖了Consul的高层架构，但每个子系统还有很多细节。[共识协议](https://www.consul.io/docs/internals/consensus)和[Gossip协议](https://www.consul.io/docs/internals/gossip)一样，都有详细的文档。[安全模型和使用的协议](https://www.consul.io/docs/internals/security)的文档也有。 

其他细节，可以查阅代码，在IRC中询问，或者联系邮件列表。


---

# Agent Instructions: Querying This Documentation

If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question.

Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter:

```
GET https://yushuai-w.gitbook.io/consul/architecture.md?ask=<question>
```

The question should be specific, self-contained, and written in natural language.
The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation.

Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.