Änderungen von Dokument NATS - Technisches Setup

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Details

Seiteneigenschaften

Inhalt

...	...	@@ -2,128 +2,35 @@
2	2
3	3	Unser Backend (oder auch andere Systeme) publizieren Events in NATS, die dann beispielsweise in N8n über ein Trigger konsumiert werden.
4	4
5		-= Grundlagen =
	5	+= {{id name="NATSSetup-GrundlegenderAufbau"/}}Grundlegender Aufbau =
6	6
7		-== Übersicht ==
8		-
9	9	NATS kann grob in zwei Varianten unterteilt werden, **NATS Core** und **NATS JetStream**.
10	10
	9	+(% style="" data-start="0" data-end="347" %)
11	11	NATS Core ist das Grundsystem von NATS und bietet schnelle, leichtgewichtige Kommunikationsmöglichkeiten wie Publish/Subscribe, Request/Reply und Queueing. Dabei werden Nachrichten in der Regel nur flüchtig übertragen: Geht ein Empfänger offline, gehen die Nachrichten verloren. Der Fokus liegt auf extrem niedriger Latenz und hoher Performance.
12	12
13		-NATS JetStream erweitert NATS Core um Funktionen wie **Persistenz, wiederholtes Lesen von Nachrichten und zeitversetzte Verarbeitung**. Nachrichten können gespeichert werden, was eine zuverlässige Zustellung, Wiederholungen und komplexe Workflows ermöglicht. JetStream ist damit besonders geeignet für Szenarien, in denen eine dauerhafte Verarbeitung oder Event-Sourcing erforderlich ist, während Core eher für schnelle, vorübergehende Nachrichtenübertragung optimiert ist.
	12	+(% style="" data-start="349" data-end="822" data-is-last-node="" data-is-only-node="" %)
	13	+NATS JetStream erweitert NATS Core um Funktionen wie (% data-start="402" data-end="483" %)**Persistenz, wiederholtes Lesen von Nachrichten und zeitversetzte Verarbeitung**(%%). Nachrichten können gespeichert werden, was eine zuverlässige Zustellung, Wiederholungen und komplexe Workflows ermöglicht. JetStream ist damit besonders geeignet für Szenarien, in denen eine dauerhafte Verarbeitung oder Event-Sourcing erforderlich ist, während Core eher für schnelle, vorübergehende Nachrichtenübertragung optimiert ist.
14	14
15		-== Accounts ==
	15	+== {{id name="NATSSetup-JetStreamkonfiguration"/}}JetStream konfiguration ==
16	16
17		-(% style="color:var(--ds-text,#333333); text-decoration:none" %)Accounts sind eine Möglichkeit, Mandanten oder Anwendungen innerhalb eines Clusters oder NATS Servers voneinander abzugrenzen. Jeder Account besitzt einen eigenen Namespace für Subjekte, verwaltet seine Benutzer und deren Berechtigungen und bietet so eine klare Trennung zwischen unterschiedlichen Workloads. Gleichzeitig lassen sich über Exports und Imports bestimmte Subjekte gezielt mit anderen Accounts teilen, sodass Kommunikation zwischen getrennten Bereichen möglich bleibt. Auf diese Weise stellen Accounts die Grundlage für Multi-Tenancy, Sicherheit und flexible Skalierung in NATS dar.
18		-
19		-(% style="color:var(--ds-text,#333333); text-decoration:none" %)Wir verwenden zwei verschiedene Accounts:
20		-
21		-|=(((
22		-Account
23		-)))|=(((
24		-Berechtigungen
25		-)))|=(((
26		-Beschreibung
27		-)))
28		-|(((
29		-SYS
30		-)))|(((
31		-SYSTEM Account
32		-)))|(((
33		-Wird für administrative Tätigkeiten wie beispielsweise Troubleshooting oder das Auslesen von Informationen verwendet
34		-)))
35		-|(((
36		-MKSP
37		-)))|(((
38		-Regulärer Account
39		-)))|(((
40		-Regulärer Account für Daten
41		-)))
42		-
43		-Benutzer können jeweils nur einem Account zugeordnet werden.
44		-
45		-== Authentifizierung ==
46		-
47		-Die Kommunikation ist TLS verschlüsselt, es kommen die TLS Zertifikate aus [[HashiCorp KeyVault>>doc:xwiki:IN.IT Infrastruktur.Kubernetes Cluster.Hashicorp Vault.WebHome]] zum Einsatz. Diese werden dann einzelnen Accounts zugewiesen. Der NATS Server validiert das Zertifikat an Hand der Zertifikatskette und mapt dann die Zertifikatsinformationen zu einem User. Üblicherweise wird dabei ein SAN (Subject Alternative Name) in Form einer Mail-Adresse verwendet. Diese gibt es in unserem Fall nicht, sodass das Subject verwendet wird. Wichtig ist, dass das Subject in RFC2253 Form verwendet werden muss.
48		-
49		-{{code language="shell"}}
50		-$ openssl x509 -noout -text -nameopt RFC2253 -in backend.mksp-da.de.crt
51		-Certificate:
52		- Data:
53		- ...
54		- Subject: CN=backend.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE
55		-{{/code}}
56		-
57		-Diese Subject wird dann dem Account zugeordnet:
58		-
59		-{{code}}
60		-system_account: SYS
61		-accounts: {
62		- MKSP: {
63		- jetstream: enabled
64		- users: [
65		- {
66		- user: "CN=backend.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
67		- },
68		- {
69		- user: "CN=n8n.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
70		- },
71		- {
72		- user: "CN=js-admin.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
73		- },
74		- ]
75		- }
76		- SYS: {
77		- users: [
78		- {user: "CN=admin.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"}
79		- ]
80		- }
81		-}
82		-{{/code}}
83		-
84		-Da ein User nur einem Account zugeordnet werden kann, gibt es einen admin User für administrative Tätigkeiten sowie einen JetStream Admin User für die Account-Verwaltung.
85		-
86		-== NATS Core mit Accounts ==
87		-
88		-Damit die NATS Core Messages auch weiterhin funktionieren müssen publish und subscribe Berechtigungen vergeben werden. NATS wird neben dem Eventmanagement auch noch für die Task Queue mit Taskiq eingesetzt, hier werden zur Zeit noch Core Funktionalitäten verwendet. Daher muss die Berechtigung für den backend User erweitert werden:
89		-
90		-{{code}}
91		-accounts: {
92		- MKSP: {
93		- users: [
94		- {
95		- user: "CN=backend.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
96		- permissions: {
97		- publish: [">"]
98		- subscribe: [">"]
99		- }
100		- },
101		-...
102		-{{/code}}
103		-
104		-Wichtig sind hier die zusätzlichen Permissions, die den Zugriff auf Core Events regeln.
105		-
106		-== JetStream Konfiguration ==
107		-
108	108	In unserem Fall ist Persistenz auch bei einem zeitweisen Ausfall der Internetverbindung im Makerspace notwendig, sodass wir JetStream mit Message Retention verwenden. Dabei müssen die wichtigen Komponenten vorab angelegt werden.
109	109
110		-=== NATS CLI konfigurieren ===
	19	+=== {{id name="NATSSetup-NATSCLIkonfigurieren"/}}NATS CLI konfigurieren ===
111	111
112		-Zur Administration bietet sich die Verwendung der [[NATS CLI >>url:https://github.com/nats-io/natscli||shape="rect"]]an. Diese muss einmalig eingerichtet werden, dafür sind die entsprechenden Zertifikatsdateien notwendig. Wir legen zwei Kontexte an, einen für den Cluster Admin, einen für den JetStream Admin:
	21	+* Unterschied zwischen admin und jsadmin
	22	+* beschreiben wie man context switch macht
	23	+* wie man einen neuen context anlegt
113	113
114	114	{{code language="shell"}}
115	115	nats context add mksp-sysadmin --server ds-hetzner.mksp-da.de:4222 --description "MKSP NATS SYS Admin" --tlscert /path/to/admin.mksp-da.de.crt --tlskey /path/to/admin.mksp-da.de.key --tlsca /path/to/mksp_root_x1_ca.crt
116	116
117	117	nats context add mksp-jsadmin --server ds-hetzner.mksp-da.de:4222 --description "MKSP NATS JetStream" --tlscert /path/to/jsadmin.mksp-da.de.crt --tlskey /path/to/jsadmin.mksp-da.de.key --tlsca /path/to/mksp_root_x1_ca.crt
118		-{{/code}}
119	119
120		-Anschließend wählen wir den richtigen Kontext aus, in diesem Fall den JetStream Admin Context:
121		-
122		-{{code language="shell"}}
123	123	nats context select mksp-jsadmin
124	124	{{/code}}
125	125
126		-=== JetStream initialisieren ===
	33	+=== {{id name="NATSSetup-JetStreaminitialisieren"/}}JetStream initialisieren ===
127	127
128	128	JetStream ist in so genannte **Streams** unterteilt, welche bestimmte **Subjects** in einem Stream zusammenfassen. Wir nutzen für alle Events einen gemeinsamen Präfix (mksp), sodass wir den Stream hierfür erstellen. Die NATS Dokumentation selbst beschreibt die Konzepte sehr gut:
129	129
...	...	@@ -136,358 +136,8 @@
136	136	nats stream add backend_events --subjects "mksp.>" --retention work --max-age 7d --storage file --defaults
137	137	{{/code}}
138	138
139		-=== JetStream Consumer ===
	46	+=== {{id name="NATSSetup-JetStreamConsumer"/}}JetStream Consumer ===
140	140
141	141	Consumer sind eine Auswahl / Ansicht von Teilen eines Streams. Details finden sich wieder in der NATS Dokumentation: [[https:~~/~~/docs.nats.io/nats-concepts/jetstream/consumers>>url:https://docs.nats.io/nats-concepts/jetstream/consumers||shape="rect"]]
142	142
143		-Consumer können entweder persistent sein (dauerhaft, ein Client kann dann den bestehenden Consumer neben) oder flüchtig (ephemeral), in diesem Fall wird der Consumer beim Erstellen des Clients (beispielsweise durch N8n) angelegt. In der Regel werden Consumer durch einen Filter auf bestimmte Subjects beschränkt, diese dürfen sich nicht überschneiden. Da die NATS JavaScript Client Library (die von n8n verwendet wird) es leider nicht sinnvoll erlaubt, ephemeral Consumer anzulegen verwenden wir dauerhafte Consumer-Namen.
144		-
145		-|=(((
146		-Backend Event
147		-)))|=(((
148		-Consumer Name
149		-)))|=(((
150		-Schema
151		-)))
152		-|(((
153		-{{{mksp.backend.briefing.offer.cancelled}}}
154		-
155		-(((
156		-
157		-)))
158		-)))|(((
159		-backend_briefing_offer_cancelled
160		-)))|(((
161		-(% class="nc" %)##BriefingOfferEvent##
162		-)))
163		-|(((
164		-{{{mksp.backend.briefing.offer.created}}}
165		-
166		-(((
167		-
168		-)))
169		-)))|(((
170		-backend_briefing_offer_created
171		-)))|(((
172		-(% class="nc" %)##BriefingOfferEvent##
173		-)))
174		-|(((
175		-{{{mksp.backend.briefing.offer.updated}}}
176		-)))|(((
177		-backend_briefing_offer_updated
178		-)))|(((
179		-(% class="nc" %)##BriefingOfferEvent##
180		-)))
181		-|(((
182		-{{{mksp.backend.briefing.created}}}
183		-
184		-(((
185		-
186		-)))
187		-)))|(((
188		-backend_briefing_created
189		-)))|(((
190		-(% class="n" %)##BriefingEvent##
191		-)))
192		-|(((
193		-{{{mksp.backend.key.assigned}}}
194		-)))|(((
195		-backend_key_assigned
196		-)))|(((
197		-(% class="nc" %)##KeyEvent##
198		-)))
199		-|(((
200		-{{{mksp.backend.key.unassigned}}}
201		-)))|(((
202		-backend_key_unassigned
203		-)))|(((
204		-(% class="nc" %)##KeyEvent##
205		-)))
206		-|(((
207		-{{{mksp.backend.storage.reserved}}}
208		-)))|(((
209		-backend_storage_reserved
210		-)))|(((
211		-(% class="nc" %)##StorageSpaceEvent##
212		-)))
213		-|(((
214		-{{{
215		- }}}
216		-)))|(((
217		-backend_storage_released
218		-)))|(((
219		-(% class="nc" %)##StorageSpaceEvent##
220		-)))
221		-|(((
222		-{{{
223		- }}}
224		-)))|(((
225		-backend_storage_expired
226		-)))|(((
227		-(% class="nc" %){{code language="none"}}StorageSpaceEvent{{/code}}
228		-)))
229		-|(((
230		-{{{
231		- }}}
232		-)))|(((
233		-backend_user_converted_to_member
234		-)))|(((
235		-(% class="nc" %){{code language="none"}}UserEvent{{/code}}
236		-)))
237		-|(((
238		-{{{
239		- }}}
240		-)))|(((
241		-backend_user_converted_to_guest
242		-)))|(((
243		-(% class="nc" %){{code language="none"}}UserEvent{{/code}}
244		-)))
245		-
246		-Die Consumer können dann wie folgt angelegt werden:
247		-
248		-{{code}}
249		-$ nats consumer add backend_events <name> --pull --filter="<filter>" --defaults
250		-
251		-# Beispiel
252		-nats consumer add backend_events backend_briefing_offer_cancelled --pull --filter="mksp.backend.briefing.offer.cancelled" --defaults
253		-nats consumer add backend_events backend_key_assigned --pull --filter="mksp.backend.key.assigned" --defaults
254		-{{/code}}
255		-
256		-= {{id name="NATSSetup-Troubleshooting"/}}Troubleshooting =
257		-
258		-Man kann über die NATS CLI mit dem Server interagieren.
259		-
260		-== {{id name="NATSSetup-JetStream"/}}JetStream ==
261		-
262		-=== {{id name="NATSSetup-Streams"/}}Streams ===
263		-
264		-Man kann sich die vorhandenen Streams und die Anzahl der Nachrichten anschauen. Die Anzahl sollte üblicherweise 0 sein, wenn die Zahl höher ist, werden Events nicht richtig abgearbeitet.
265		-
266		-{{code language="shell"}}
267		-$ nats context select mksp-jsadmin
268		-$ nats stream ls
269		-╭─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮
270		-│ Streams │
271		-├────────────────┬─────────────┬─────────────────────┬──────────┬──────┬──────────────┤
272		-│ Name │ Description │ Created │ Messages │ Size │ Last Message │
273		-├────────────────┼─────────────┼─────────────────────┼──────────┼──────┼──────────────┤
274		-│ backend_events │ │ 2025-09-08 08:36:19 │ 0 │ 0 B │ never │
275		-╰────────────────┴─────────────┴─────────────────────┴──────────┴──────┴──────────────╯
276		-{{/code}}
277		-
278		-Ebenso kann man sich - falls vorhandenen - die Nachrichten im Stream anzeigen lassen:
279		-
280		-{{code language="shell"}}
281		-$ nats context select mksp-jsadmin
282		-$ nats stream view backend_events
283		-[1] Subject: mksp.backend.storage.reserved Received: 2025-09-08 09:06:00
284		-
285		-{"timestamp":"2025-09-08T09:06:00.062358","stora
286		-{{/code}}
287		-
288		-=== {{id name="NATSSetup-Consumer"/}}Consumer ===
289		-
290		-Die bestehenden Consumer kann man sich ebenfalls im Jetstream Context anzeigen lassen:
291		-
292		-{{code}}
293		-$ nats consumer ls backend_events
294		-╭──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮
295		-│ Consumers │
296		-├──────────────────────────────────┬─────────────┬─────────────────────┬─────────────┬─────────────┬───────────────┤
297		-│ Name │ Description │ Created │ Ack Pending │ Unprocessed │ Last Delivery │
298		-├──────────────────────────────────┼─────────────┼─────────────────────┼─────────────┼─────────────┼───────────────┤
299		-│ backend_briefing_created │ │ 2025-09-10 08:30:12 │ 0 │ 12 │ never │
300		-│ backend_briefing_offer_cancelled │ │ 2025-09-10 08:21:02 │ 0 │ 0 │ never │
301		-│ backend_briefing_offer_created │ │ 2025-09-10 08:28:25 │ 0 │ 0 │ never │
302		-│ backend_briefing_offer_updated │ │ 2025-09-10 08:29:19 │ 0 │ 0 │ never │
303		-│ backend_key_assigned │ │ 2025-09-10 08:21:04 │ 0 │ 0 │ never │
304		-╰──────────────────────────────────┴─────────────┴─────────────────────┴─────────────┴─────────────┴───────────────╯
305		-{{/code}}
306		-
307		-In dieser Tabelle sieht man bereits die "unprocessed" Nachrichten. Ist diese Zahl größer als 0 s sieht also gut, wenn n8n die Nachrichten nicht korrekt verarbeitet. Man kann sich ebenfalls die Details eines Consumers anzeigen lassen:
308		-
309		-{{code}}
310		-$ nats consumer info backend_events backend_briefing_offer_cancelled
311		-
312		-Information for Consumer backend_events > backend_briefing_offer_cancelled created 2025-09-09 22:53:26
313		-
314		-Configuration:
315		-
316		- Name: backend_briefing_offer_cancelled
317		- Pull Mode: true
318		- Filter Subject: mksp.backend.briefing.offer.cancelled
319		- Deliver Policy: All
320		- Ack Policy: Explicit
321		- Ack Wait: 30.00s
322		- Replay Policy: Instant
323		- Max Ack Pending: 1,000
324		- Max Waiting Pulls: 512
325		-
326		-State:
327		-
328		- Host Version: 2.11.8
329		- Required API Level: 0 hosted at level 1
330		- Last Delivered Message: Consumer sequence: 0 Stream sequence: 10
331		- Acknowledgment Floor: Consumer sequence: 0 Stream sequence: 0
332		- Outstanding Acks: 0 out of maximum 1,000
333		- Redelivered Messages: 0
334		- Unprocessed Messages: 0
335		- Waiting Pulls: 1 of maximum 512
336		-{{/code}}
337		-
338		-Insbesondere die letzten beiden Zeilen sind wichtig:
339		-
340		-* **Unprocessed Messages** sind Nachrichten, die noch nicht abgerufen wurden. Dies sollte immer 0 sein
341		-* **Waiting Pulls**: die Anzahl der verbundenen Clients. Üblicherweise sollte das nur n8n sein, also immer 1.
342		-
343		-== {{id name="NATSSetup-Server"/}}Server ==
344		-
345		-Man kann sich ebenfalls die aktiven Verbindungen anzeigen:
346		-
347		-{{code language="shell"}}
348		-$ nats context select mksp-sysadmin
349		-$ nats server report connections
350		-
351		-╭─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮
352		-│ Top 6 Connections out of 6 by subs │
353		-├─────┬──────────────────────────┬──────────────┬─────────┬───────────────────┬─────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬───────────┬──────┤
354		-│ CID │ Name │ Server │ Cluster │ IP │ Account │ Uptime │ In Msgs │ Out Msgs │ In Bytes │ Out Bytes │ Subs │
355		-├─────┼──────────────────────────┼──────────────┼─────────┼───────────────────┼─────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼───────────┼──────┤
356		-│ 83 │ backend_kicker │ mksp-nats-01 │ │ 172.18.0.33:52808 │ MKSP │ 2h24m18s │ 0 │ 0 │ 0 B │ 0 B │ 0 │
357		-│ 93 │ backend_scheduler │ mksp-nats-01 │ │ 172.18.0.29:47620 │ MKSP │ 2h23m23s │ 0 │ 0 │ 0 B │ 0 B │ 0 │
358		-│ 82 │ backend_fastapi │ mksp-nats-01 │ │ 172.18.0.33:52798 │ MKSP │ 2h24m18s │ 1 │ 1 │ 345 B │ 838 B │ 1 │
359		-│ 94 │ backend_worker │ mksp-nats-01 │ │ 172.18.0.37:53550 │ MKSP │ 2h23m23s │ 0 │ 0 │ 0 B │ 0 B │ 1 │
360		-│ 95 │ backend_worker │ mksp-nats-01 │ │ 172.18.0.37:53554 │ MKSP │ 2h23m23s │ 0 │ 0 │ 0 B │ 0 B │ 1 │
361		-│ 111 │ NATS CLI Version 0.2.4 │ mksp-nats-01 │ │ 10.1.253.1:50712 │ SYS │ 0s │ 2 │ 1 │ 210 B │ 944 B │ 1 │
362		-├─────┼──────────────────────────┼──────────────┼─────────┼───────────────────┼─────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼───────────┼──────┤
363		-│ │ Totals for 6 connections │ │ │ │ │ │ 3 │ 2 │ 555 B │ 1.7 KiB │ 4 │
364		-╰─────┴──────────────────────────┴──────────────┴─────────┴───────────────────┴─────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴───────────┴──────╯
365		-
366		-╭──────────────────────────────────────╮
367		-│ Connections per server │
368		-├──────────────┬─────────┬─────────────┤
369		-│ Server │ Cluster │ Connections │
370		-├──────────────┼─────────┼─────────────┤
371		-│ mksp-nats-01 │ │ 6 │
372		-╰──────────────┴─────────┴─────────────╯
373		-{{/code}}
374		-
375		-Der Name ist hierbei frei vergeben, in unserem Fall im Backend Code. Wir erwarten die folgenden Clients:
376		-
377		-|=(((
378		-Client
379		-)))|=(((
380		-Anzahl
381		-)))|=(((
382		-Komponente
383		-)))|=(((
384		-Art
385		-)))|=(((
386		-Beschreibung
387		-)))
388		-|(((
389		-backend_kicker
390		-)))|(((
391		-1
392		-)))|(((
393		-Taskiq
394		-)))|(((
395		-Core
396		-)))|(((
397		-Gibt dem Backend die Möglichkeit, asynchrone Tasks an das Taskiq backend zu delegieren
398		-)))
399		-|(((
400		-backend_scheduler
401		-)))|(((
402		-1
403		-)))|(((
404		-Taskiq
405		-)))|(((
406		-Core
407		-)))|(((
408		-Komponente welches die regelmäßigen Jobs überwacht und triggert
409		-)))
410		-|(((
411		-backend_fastapi
412		-)))|(((
413		-1
414		-)))|(((
415		-FastAPI
416		-)))|(((
417		-JetStream
418		-)))|(((
419		-Das Backend kann hiermit Events ausgeben, die dann von N8n abgearbeitet werden.
420		-)))
421		-|(((
422		-backend_worker
423		-)))|(((
424		-2
425		-)))|(((
426		-Taskiq
427		-)))|(((
428		-Core
429		-)))|(((
430		-Worker für asynchrone Tasks
431		-)))
432		-
433		-Man kann sich ebenfalls die Subscriptions der jeweiligen Connections anschauen. Hierfür muss die Ausgabe auf JSON umgestellt werden:
434		-
435		-{{code language="shell"}}
436		-$ nats context select mksp-jsadmin
437		-$ nats server report connections -j
438		-[
439		- {
440		- "cid": 95,
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492		-
493		-
	50	+Consumer können entweder persistent sein (dauerhaft, ein Client kann dann den bestehenden Consumer neben) oder flüchtig (ephemeral), in diesem Fall wird der Consumer beim Erstellen des Clients (beispielsweise durch N8n) angelegt. In der Regel werden Consumer durch einen Filter auf bestimmte Subjects beschränkt, diese dürfen sich nicht überschneiden.

Confluence.Code.ConfluencePageClass[0]

Id

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URL

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1		-https://wiki.makerspace-darmstadt.de/spaces/PROJ/pages/207814660/NATS Setup
	1	+https://wiki.makerspace-darmstadt.de/spaces/PROJ/pages/207814662/NATS Setup