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Nacos 项目从 2008 年开始，开始在阿里巴巴内部孵化。近年来受 Eureka、Consul 等项目的影响，Nacos 越来越受欢迎。
目前 Nacos 支持主流微服务开发语言&主流服务框架和配置管理框架，比如支持 Duboo、SpringCloud、SCA，还对接了一些云原生的组件如 coreDNS。
客户端语言方面目前支持 Java/go/python 等主流语言，最近刚发布的正式版本还支持 C# 和 C++。
最近 Nacos 大动作频出，Nacos 2.X 版本迎来了首秀，在 1.X 的架构基础上新增了对长连接模型的支持。通信层目前通过 grpc 实现了长连接 RPC 调用和推送能力，使用长链接大幅度减少了 1.x 轮询心跳频繁导致 JVM Full GC。
上一篇文章《支持 gRPC 长链接，深度解读 Nacos 2.0 架构设计及新模型》，已经详细介绍了长连接模型带来的优势，但并没有详细给出压测数据，这一篇文章会详细介绍各个场景下，Nacos 2.0 的性能优势。
由于 Nacos 由服务发现和配置管理两大模块构成，业务模型略有差异，下面是一组具体压测指标。
Nacos2.0 服务发现的性能提升
服务发现场景我们主要关注客户端数，服务数实例数，及服务订阅者数在大规模场景下，服务端在同步，推送及稳定状态时的性能表现。同时还关注在有大量服务在进行上下线时，系统的性能表现。
容量及稳定性测试
该场景主要关注随着服务规模和客户端实例规模上涨，系统的性能表现情况。
可以看到 2.0.0 版本在 10W 级客户端规模下，能够稳定支撑，在达到稳定状态后，CPU 的损耗非常低。虽然在最初的注册阶段，有瞬时的大量注册和推送，存在一定的推送超时，但是由于重试机制的存在，可以保证最终的一致性。
反观 1.X 版本，在 10W、5W 级客户端下，服务端完全处于 Full GC 状态，推送完全失败，集群不可用；在 2W 客户端规模下，服务端运行状态正常，但由于心跳处理不及时，大量服务反复进行摘除和注册，达不到稳定状态，CPU 一直很高。1.2W 客户端规模下，可以稳定运行，但稳态时 CPU 消耗是更大规模下 2.0 的 3 倍以上。
频繁变更测试
该场景主要关注业务大规模发布，服务频繁推送条件下，不同版本的吞吐和失败率。
频繁变更时，2.0 和 1.X 在达到稳定状态后，均能稳定支撑，其中 2.0 由于不再有瞬时的推送风暴，因此推送失败率归 0，而 1.X 的 UDP 推送的不稳定性导致了有极小部分推送出现了超时，需要重试推送。
Nacos2.0 配置管理的性能提升
配置是读多写少的场景，瓶颈主要在单台监听的客户端数量以及配置的推送获取上，因此配置管理的压测，主要针对在单台服务端的连接容量以及大量推送场景。
连接容量测试
该场景主要关注不同客户端规模下的系统压力。
Nacos2.0 最高单机能够支撑 4.2w 个配置客户端连接，在连接建立的阶段，有大量订阅请求需要处理，因此 CPU 消耗较高，但达到稳态后，CPU 的消耗会变得很低。几乎没有消耗。
反观 Nacos1.X， 在客户端 6000 时，稳定状态的 CPU 一直很高，且 GC 频繁，主要原因是长轮训是通过 hold 请求来保持连接，每 30s 需要回一次 Response 并且重新发起连接和请求。需要做大量的上下文切换，同时还需要持有所有 Request 和 Response。当规模达到 1.2w 客户端时，已经无法达到稳态，所以无法支撑这个量级的客户端数。
频繁推送测试
该场景关注不同推送规模下的系统表现。
在频繁推送场景，两个版本都存在 6000 个客户端连接。明显可以发现 2.0 版本的性能损耗要远低于 1.X 版本。在 3000tps 的推送场景下，优化程度接近 3 倍。
Nacos2.0 性能结论
针对服务发现场景，Nacos2.0 能够在 10W 级规模下，稳定运行；相比 Nacos1.X 版本的 1.2W 规模，提升约 10 倍。
针对配置管理场景，Nacos2.0 单机最高能够支撑 4.2W 个客户端连接；相比 Nacos1.X，提升了 7 倍。且推送时的性能明显高于 1.X。
Nacos2.0 兼容性说明
服务发现
由于服务发现的数据模型发生了比较重大的改变，因此以下功能暂时未支持。
- 查看当前集群 leader（将废弃）
- 批量更新实例元数据(Beta，不支持)
- 批量删除实例元数据(Beta，不支持)
配置中心
- 完全兼容 1.X 客户端所有 API 接口方法
- 完全实现 2.X 客户端所有 API 接口方法
- 完全兼容所有配置中心相关 openAPI
控制台
- 完全兼容配置中心相关页面及功能
- 完全兼容权限控制相关页面及功能
- 完全兼容命名空间相关页面及功能
- 完全兼容集群管理相关页面及功能
- 完全兼容服务发现相关页面及功能
Nacos 生态
随着 Nacos 三年的发展，几乎支持了所有的 RPC 框架和微服务生态，并且引领云原生微服务生态发展。
Nacos 是整个微服务生态中非常核心的组件，它可以无缝和 K8s 服务发现体系互通，通过 MCP/XDS 协议与 Istio 通信，将 Nacos 服务下发 Sidecar；同样也可以和 CoreDNS 联合，将 Nacos 服务通过域名模式暴露给下游调用。
Nacos 目前已经和各类微服务 RPC 框架融合进行服务发现；另外可以协助高可用框架 Sentinel 进行各类管理规则的控制和下发。
如果只使用 RPC 框架，有时候并不足够简单，因为部分 RPC 框架比如 gRPC 和 Thrift，还需要自行启动 Server 并告知 client 该调用哪个 IP。这时候就需要和应用框架进行融合，比如 SCA、Dapr 等；当然也可以通过 Envoy Sidecar 来进行流量控制，应用层的RPC就不需要知道服务 的 IP 列表了。
最后，Nacos 还可以和各类微服务网关打通，实现接入层的分发和微服务调用。
Nacos 在阿里的实践
目前 Nacos 已经完成了自研、开源、商业化三位一体的建设，阿里内部的钉钉、考拉、饿了么、优酷等业务域已经全部采用云产品 MSE 中的 Nacos 服务，并且与阿里和云原生的技术栈无缝整合。下面我们以钉钉为例简单做一下介绍。
Nacos 运行在微服务引擎 MSE https://cn.aliyun.com/product/aliware/mse 上，MSE 提供了全托管的 Nacos 集群，可以进行日常运维和多集群管理等操作；业务的各类 Dubbo3 或 HSF 服务在启动时，通过 Dubbo3 自身注册到 Nacos 集群中；然后 Nacos 通过 MCP 协议将服务信息同步到 Istio 和 Ingress-Envoy 网关。
用户流量从北向进入集团的 VPC 网络中，先通过一个统一接入 Ingress-Tengine 网关，他可以将域名解析并路由到不同的机房、单元等。本周我们也同步更新了 Tengine 2.3.3（https://github.com/alibaba/tengine/releases/tag/2.3.3）版本，内核升级到 Nginx Core 1.18.0 ，支持 Dubbo 协议 ，支持 DTLSv1 和 DTLSv1.2，支持 Prometheus 格式，从而提升阿里云微服务生态完整性、安全性、可观测性。
通过统一接入层网关后，用户请求会通过 Ingress-Envoy 微服务网关，转发到对应的微服务中，并进行调用。如果需要调用到其他网络域的服务，会通过 Ingress-Envoy 微服务网关将流量导入到对应的 VPC 网络中，从而打通不同安全域、网络域和业务域的服务。微服务之间的相互调用，会通过 Envoy Sidecar 或传统的微服务自订阅的方式进行。最终，用户请求在各个微服务的互相调用中，完成并返回给用户。
Nacos 2.X 的规划
Nacos2.X 将在 2.0 解决性能问题的基础上，通过插件化实现新的功能并改造大量旧功能，使得 Nacos 能够更方便，更易于拓展。
总结
Nacos2.0 作为一个跨代版本，彻底解决了 Nacos1.X 的性能问题，将性能提升了 10 倍。并且通过抽象和分层让架构更加简单，通过插件化更好的扩展，让 Nacos 能够支持更多场景，融合更广生态。相信 Nacos2.X 在后续版本迭代后，会更加易用，解决更多微服务问题，并向着 Mesh 化进行更深入地探索。
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