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简介：随着云原生时代的到来，微服务曾经成为利用架构的支流，Nacos 也凭借简略易用、稳固牢靠、性能卓越的外围竞争力成为国内微服务畛域首选的注册核心和配置核心；Nacos2.0 更是把性能做到极致，让业务疾速倒退的用户再也不必放心性能问题；同时阿里云 MSE 也提供 Nacos2.0 托管服务，一键开明享受阿里十年积淀微服务所有能力！
作者 | 风卿
前言
MSE 从 2020 年 1 月公布 Nacos1.1.3 版本引擎，反对在私有云环境全托管的形式应用 Nacos 作为注册核心。2020 年 7 月公布 Nacos1.2.1 版本反对元配置数据管理，反对微服务利用在运行时动静批改配置信息和路由规定等。随着用户的深刻应用，Nacos1.X 版本的性能问题也慢慢裸露进去。通过对 1.X 版本的内核革新，Nacos2.0 专业版性能晋升 10 倍，根本能满足用户对微服务场景的性能要求。
除了性能的晋升，专业版具备更高的 SLA 保障，并且在配置数据上具备更高的安全性，同时通过 MCP 协定与 Istio 生态买通，作为 Istio 的注册核心。
MSE Nacos1.X 根底版架构
整体 1.X 架构能够粗略分为五层，别离是接入层、通信层、性能层、同步层和长久化层。
• 用户通过接入层拜访 Nacos，比方 SDK、SCA、Dubbo、Console，Nacos 也提供了 HTTP 协定的 open API 拜访形式。
• 通信层蕴含 HTTP 和 UDP，Nacos 次要通过 HTTP 进行通信，少部分服务推送性能会用到 UDP。
• 性能层目前有 Naming 和 Config 两大部分，别离提供服务发现和配置管理能力。
• 同步层蕴含 AP 模式的 Distro 协定（服务注册）和 CP 模式的 Raft 协定（服务元信息），以及配置告诉的 Notify 同步形式
• Nacos 的数据长久化有用到 Mysql、Derby 和本地文件，配置数据、用户信息、权限数据存储在 Mysql 或者 Derby 中，长久化的服务数据则寄存在本地文件
MSE Nacos1.X 根底版架构问题
目前 1.X 的架构存在几个问题：
• 每个服务实例都通过心跳续约，在 Dubbo 场景每个接口对应一个服务，当 Dubbo 的利用接口数较多时须要心跳续约 TPS 会很高。
• 心跳续约感知时缩短，须要达到续约超时工夫能力删除实例，个别须要 15S，时效性较差
• 通过 UDP 推送变更数据不牢靠，须要客户端定时进行数据全量对账保证数据的正确性，大量有效查问，整体服务的 QPS 很高
• 通信形式基于 HTTP 短链接的形式，Nacos 侧开释连贯会进入 TIME_WAIT 状态，当 QPS 较高时会有连贯耗尽导致报错的危险，当然这里通过 SDK 引入 HTTP 连接池能缓解，但不能根治
• 配置的长轮询形式会导致相干数据进入 JVM Old 区申请和开释内存，引起频繁的 CMS GC
MSE Nacos2.0 专业版架构及新模型
1.X 架构的问题外围点在于连贯模型上，2.0 架构降级为长连贯模型，在通信层通过 gRPC 和 RSocket 实现长连贯数据传输和推送能力，在连贯层新减少申请处理器、流控和负载平衡等性能
2.0 架构解决的问题：
• 利用 POD 依照长连贯维度进行心跳续约，不须要依照实例级，大大降低反复申请
• 长连贯断开时能够疾速感知到，不必期待续约超时时长就能够移除实例
• NIO 流式推送机制绝对于 UDP 更牢靠，并且能够升高利用对账数据频率
• 没有连贯重复创立的开销，大幅升高 TIME_WAIT 连贯多问题
• 长连贯也解决了配置模块长轮询 CMS GC 问题
2.0 架构带来的问题：
• 绝对于 Tomcat HTTP 短连贯模型，长连贯模型须要本人治理连贯状态，减少了复杂性
• 长连贯 gRPC 基于 HTTP2.0 Stream，绝对于 HTTP 的 open API 可观测性和易用性升高了
2.0 架构整体来说升高了资源开销，进步了零碎吞吐量，在性能上有大幅晋升，但同时也减少了复杂度
MSE Nacos2.0 专业版性能
Nacos 分为服务发现模块和配置管理模块，这里先对服务发现场景进行性能测试。
应用 200 台施压机，每个施压机模仿 500 个客户端，每个客户端注册 5 个服务，订阅 5 个服务，最高能够提供 10W 个长连贯、50W 个服务实例和订阅者压测场景
服务发现压测次要压变更态和稳固态两种场景：
• 变更态：施压机施压阶段会大量连贯 Nacos 注册和订阅服务，这个阶段服务端的压力绝对会比拟大，须要看整体注册和订阅是否最终齐全胜利。
• 稳固态：当施压机申请都胜利之后就会进入稳固状态，客户端和服务端之间只须要维持长连贯心跳即可，这个阶段服务端的压力会比拟小。如果在变更态服务端的压力过大会产生申请超时、连贯断开等问题，不能进入稳固态
服务发现也会在 MSE 上对低版本做降级，比照降级前后的性能变动曲线，这样的性能比照更直观
配置管理模块在理论应用中是写少读多的场景，次要瓶颈点在单台机器性能上，压测场景次要基于单台机器的读性能和连贯撑持数
应用 200 台施压机，每台施压机能够模仿 200 个客户端，每个客户端订阅 200 个配置，发动配置订阅和读配置申请
在服务发现场景比照根底版和专业版在 2C4G、4C8G 和 8C16G 规格下的性能数据状况。
这里最大的 TPS 和实例数都是服务能保障高可用稳固运行的数据，大略会是最大值的一半或者三分之二，也就是说挂一台机器也能够失常运行。
稳固运行时反对规模晋升 7 倍，实际上最大反对规模晋升 7 -10 倍
还有一个场景是对 3 节点 2C4G MSE Nacos 降级前后的比照，次要分为三个阶段：
• 第一个阶段客户端应用 1.X 版本，MSE Nacos 应用根底版，实例数从 0 ->6000->10000，最初到 14000 最大值无奈持续增大，Server CPU 达到 80-90%，客户端一直报错，接着升高实例数到 6000
• 第二阶段降级 MSE Nacos 根底版到专业版，实例数达到 14000 无奈持续增大，性能压测性能曲线差别不大
• 第三阶段在放弃实例数为 14000 的状态下，分批降级客户端到 2.0 版本，CPU 指标曲线一直降落至 20% 左右，并且整体处于稳固态无报错
从降级前后的性能曲线感触 MSE Nacos2.0 专业版性能有晋升较大。最初整体的压测状况，相较于根底版，专业版服务发现性能晋升 10 倍，配置管理晋升 7 倍
MSE Nacos 平滑降级专业版
对于新用户能够间接创立专业版实例，老用户则能够通过 MSE” 实例变更 ” 一键降级。MSE 会在后盾对 POD 降级，因为 V1V2 数据结构不一样，在一开始的时候 Nacos 数据默认是双写的，在降级过程中数据会从 V1 同步到 V2，降级实现后数据会从 V2 同步 V1，最初 MSE 会敞开双写逻辑，整体流程都是主动。
SLB 的服务端口最初也会减少 GRPC 9848 端口，此时利用 SDK 能够从 1.X 版本升级到 2.0 版本，整体客户端服务端降级到 2.0 架构
版本之间的兼容性状况，整体的兼容准则是高版本的服务端兼容低版本客户端，然而高版本客户端不肯定能拜访低版本服务端：
• 1.X 客户端能够拜访根底版，也能够拜访专业版
• 2.0 客户端能够拜访专业版，然而不能拜访根底版
Nacos 配置平安治理
上一期岛风同学解说了配置权限管制，整体 MSE Nacos 通过阿里云 RAM 奴才账号体系来做权限管制，这期我次要讲一下 Nacos 的配置加密性能。
用户在应用配置数据时可能会将用户信息、数据库明码等敏感信息寄存到 Nacos 中，而 Nacos 存储配置数据都是明文传输、明文存储的，在数据库内容透露或者传输层抓包时会导致敏感配置数据项透露，整体平安危险十分高。
罕用的 HTTPS 协定能解决传输平安，但解决不了存储平安，这里间接在客户端进行加密，这样在传输和存储的过程中数据都是加密的。
这里应用第三方加密零碎（如阿里云 KMS）增强加密的安全性，为了加密速度快应用对称加密（AES 算法），因为密钥要随着密文传输，同时对密钥进行加密，整体采纳二级加密的形式。
SDK 在公布数据时会先从 KMS 中拿到密钥和加密后的密钥，而后应用密钥对数据进行加密，接着将加密数据和加密后的密钥传输到 Nacos 存储。SDK 会从 Nacos 获取加密数据和加密后的密钥，而后通过加密后的密钥从 KMS 获取明文密钥，接着通过明文密钥对加密数据进行解密获取明文数据，解决了整体传输和存储中的数据安全问题。
为了兼容老逻辑，并且只有敏感数据须要加密，Nacos 只对固定前缀 DataId 的数据进行加密，并且在开源侧通过 SPI 插件化实现，让用户本人能扩大
用户能够通过 SDK 和 MSE 控制台对敏感数据进行加解密，整体 SDK 和 MSE 控制台都会先拜访 KMS 再加密存储配置数据，而后解密之后再展现明文，应用流程和之前明文存储统一
用户应用 SDK 接入开启加解密性能须要 SDK 在 1.4.2 版本及以上，同时须要引入 MSE 外部实现的 nacos-client-mse-extension 加解密插件。
com.alibaba.nacos
nacos-client
1.4.2
com.alibaba.nacos
nacos-client-mse-extension
1.0.1
初始化 SDK 时须要填入子账号 AK/SK，并受权 KMS 加解密权限，具体细节能够参考创立和应用配置加密
Properties properties = new Properties();
properties.put(“serverAddr”, “mse-xxxxxx-p.nacos-ans.mse.aliyuncs.com”);
properties.put(“accessKey”, “xxxxxxxxxxxxxx”);
properties.put(“secretKey”, “xxxxxxxxxxxxxx”);
properties.put(“keyId”, “alias/acs/mse”);
properties.put(“regionId”, “cn-hangzhou”);
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
String content = configService.getConfig(“cipher-kms-aes-256-dataid”, “group”, 6000);
总结
MSE Nacos2.0 专业版相较于根底版在性能、可用性和安全性上都有较大晋升，根底版倡议用于测试环境，对于生产环境倡议应用专业版。对于用户身份、明码等配置敏感信息倡议都开启权限控制能力并且加密保留增强数据安全。
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