NacosMysql: 大规模、高可用Kubernetes扩展流量管理及服务发现系统

一、什么是NacosMysql

NacosMysql是一个基于Nacos和Mysql实现的大规模、高可用Kubernetes扩展流量管理及服务发现系统。Nacos是阿里巴巴开源的分布式配置中心和服务发现平台，可帮助开发者快速构建微服务架构；Mysql则是著名的开源关系型数据库管理系统。NacosMysql将两者结合，提供了一套稳定、高效、可扩展的服务发现和流量管理方案。

二、 NacosMysql的使用场景

NacosMysql可以应用于大规模的微服务架构中，广泛应用于互联网领域、物联网领域和金融领域等。下面是NacosMysql的常见使用场景：

1. 服务发现与注册：NacosMysql作为服务发现和注册中心，可以帮助开发者实现服务自动发现、调用和注册，减轻了开发者的工作量。

2. 动态配置管理：NacosMysql可以保存路由、服务和流量控制等策略，通过动态改变这些策略来实现微服务流量管理和灰度发布等功能。

3. 网关路由和流量管理：NacosMysql可以将网关路由和流量管理的功能分离，从而实现对路由和流量的灵活控制。

三、NacosMysql的优势

相比传统的服务发现和流量管理方案，NacosMysql有以下几个优势：

1. 高可用性：NacosMysql基于Mysql数据库实现，可以实现数据的持久化存储，从而保证了服务的高可用性。

2. 扩展性：NacosMysql支持水平扩展，可以轻松地增加节点数量，支持大规模集群部署，提升了系统的灵活性和弹性。

3. 动态配置：NacosMysql支持动态配置管理，可以实现自动化配置管理和更新，提高了开发效率和可维护性。

4. 安全性：NacosMysql支持多租户隔离和访问控制等安全机制，保护了数据的安全性和隐私。

四、NacosMysql的实现

NacosMysql的实现稍微有点复杂，但是我们可以大致分为以下几步：

1. 数据库设计

NacosMysql需要创建如下几张表：

CREATE TABLE `instance` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `serviceName` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '服务名',
  `ip` varchar(64) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT 'IP地址',
  `port` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '端口号',
  `clusterName` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '集群名',
  `namespaceId` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '命名空间',
  `metadata` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '元数据',
  `enabled` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '是否可用',
  `weight` double DEFAULT '1' COMMENT '权重',
  `healthy` tinyint(1) DEFAULT '1' COMMENT '是否健康',
  `metadataId` bigint(20) NOT NULL COMMENT '元数据ID',
  `appId` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '应用ID',
  `createMillisTime` bigint(20) NOT NULL COMMENT '注册时间',
  `lastBeat` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '最后更新时间',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

CREATE TABLE `appid_service` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `app_id` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '应用ID',
  `service_name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '服务名',
  `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `unique_appid_service` (`app_id`,`service_name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

CREATE TABLE `route_namespace` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `namespace` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '命名空间',
  `priority` int(11) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '优先级',
  `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `unique_route_namespace` (`namespace`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

CREATE TABLE `route_rule` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `app_id` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '应用ID',
  `route_id` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '路由ID',
  `route_desc` varchar(1024) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '路由描述',
  `route_type` varchar(64) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '路由类型',
  `match_key` varchar(1024) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '匹配键值',
  `match_rule` varchar(1024) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '匹配规则',
  `target_ip` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '目标IP',
  `target_port` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '目标端口',
  `metadata` varchar(1024) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL COMMENT '元数据',
  `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  `route_group_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '路由组ID',
  `service_name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '服务名',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

2. 服务注册和发现

NacosMysql作为服务发现和注册中心，需要实现以下两个核心接口：

1. 注册服务（registerService）：服务提供者向NacosMysql注册自己的服务信息（IP、端口、元数据等）。

2. 发现服务（discoverService）：服务消费者向NacosMysql发现需要调用的服务信息。

@Service
public class DiscoveryServiceImpl implements DiscoveryService {

    @Autowired
    private InstanceDAO instanceDAO;

    @Override
    public void registerService(RegisterRequest request) throws NacosException {
        InstanceDO instanceDO = new InstanceDO();
        instanceDO.setAppName(request.getServiceName());
        instanceDO.setIp(request.getIp());
        instanceDO.setPort(request.getPort());
        instanceDO.setClusterName(request.getClusterName());
        instanceDO.setMetadata(request.getMetadata());
        instanceDO.setNamespaceId(request.getNamespaceId());
        instanceDO.setEnabled(request.isEnabled());
        instanceDO.setWeight(request.getWeight());
        instanceDO.setHealthy(request.isHealthy());
        instanceDO.setMetadataId(NacosStringUtils.nullToLongZero(request.getMetadataId()));
        instanceDO.setLastBeat(System.currentTimeMillis());
        instanceDO.setServiceName(request.getServiceName());

        instanceDAO.save(instanceDO);
    }

    @Override
    public List discoverService(String serviceName, String namespace, String group, boolean healthyOnly) throws NacosException {
        List
    instanceDOList = instanceDAO.listByNamespace(namespace);

        List
     instanceList = new ArrayList<>();

        for (InstanceDO instanceDO : instanceDOList) {
            if (serviceName.equals(instanceDO.getServiceName())) {
                Instance instance = new Instance();
                instance.setIp(instanceDO.getIp());
                instance.setPort(instanceDO.getPort());
                instance.setClusterName(instanceDO.getClusterName());
                instance.setMetadata(instanceDO.getMetadata());
                instance.setHealthy(instanceDO.isHealthy());
                instance.setWeight(instanceDO.getWeight());
                instance.setInstanceId(instanceDO.getId() + "");
                instanceList.add(instance);
            }
        }

        if (instanceList.isEmpty()) {
            throw new NacosException(NacosException.SERVER_ERROR, "no instance available for service " + serviceName);
        }

        return instanceList;
    }
}

    
   
  

3. 动态路由管理

NacosMysql支持动态路由管理，需要实现以下两个核心接口：

1. 创建路由（createRouteRule）：管理员通过NacosMysql创建路由规则（匹配键值、匹配规则、目标服务等）。

2. 获取路由（getRouteRule）：路由转发器通过NacosMysql获取路由规则并生成目标服务的地址和端口。

@Service
public class RouteServiceImpl implements RouteService {

    @Autowired
    private RouteDAO routeDAO;

    @Override
    public String createRouteRule(RouteRequest request) throws NacosException {
        RouteDO routeDO = new RouteDO();
        routeDO.setAppId(request.getAppId());
        routeDO.setRouteId(request.getRouteId());
        routeDO.setRouteDesc(request.getRouteDesc());
        routeDO.setRouteType(request.getRouteType());
        routeDO.setMatchKey(request.getMatchKey());
        routeDO.setMatchRule(request.getMatchRule());
        routeDO.setTargetIp(request.getTargetIp());
        routeDO.setTargetPort(request.getTargetPort());
        routeDO.setMetadata(request.getMetadata());
        routeDO.setRouteGroupId(Common.DEFAULT_GROUP_ID);
        routeDO.setRouteServiceName(request.getServiceName());

        routeDAO.save(routeDO);

        return routeDO.getId() + "";
    }

    @Override
    public List getRouteRule(String serviceName, String namespace, String group) throws NacosException {
        List
    routeList = routeDAO.listByNamespace(namespace);

        List
     result = new ArrayList<>();

        for (RouteDO routeDO : routeList) {
            if (serviceName.equals(routeDO.getRouteServiceName())) {
                Route route = new Route();
                route.setAppName(routeDO.getAppId());
                route.setRouteId(routeDO.getRouteId());
                route.setRouteDesc(routeDO.getRouteDesc());
                route.setRouteType(routeDO.getRouteType());
                route.setMatchKey(routeDO.getMatchKey());
                route.setMatchRule(routeDO.getMatchRule());
                route.setTargetIP(routeDO.getTargetIp());
                route.setTargetPort(routeDO.getTargetPort());
                route.setMetadata(routeDO.getMetadata());
                route.setServiceName(routeDO.getRouteServiceName());
                result.add(route);
            }
        }

        if (result.isEmpty()) {
            throw new NacosException(NacosException.SERVER_ERROR, "no route available for service " + serviceName);
        }

        return result;
    }
}

    
   
  

四、小结

通过以上介绍，我们可以看出NacosMysql作为一种大规模、高可用Kubernetes扩展流量管理及服务发现系统，在现代化微服务架构中一定扮演着重要的角色。其基于Nacos、Mysql等技术的实现，赋予了NacosMysql高可用、扩展性、动态配置、安全性等优点。尽管其实现复杂度较高，但是NacosMysql为开发人员带来了具有划时代意义的便利。