Änderungen von Dokument NATS - Technisches Setup

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Details

Seiteneigenschaften

Inhalt

@@ -2,8 +2,10 @@
  Unser Backend (oder auch andere Systeme) publizieren Events in NATS, die dann beispielsweise in N8n über ein Trigger konsumiert werden.
--= {{id name="NATSSetup-GrundlegenderAufbau"/}}Grundlegender Aufbau =
++= {{id name="NATSSetup-Grundlagen"/}}Grundlagen =
++== {{id name="NATSSetup-Übersicht"/}}Übersicht ==
++
  NATS kann grob in zwei Varianten unterteilt werden, **NATS Core** und **NATS JetStream**.
  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.
@@ -10,21 +10,114 @@
  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.
--== {{id name="NATSSetup-JetStreamkonfiguration"/}}JetStream konfiguration ==
++== {{id name="NATSSetup-Accounts"/}}Accounts ==
++(% style="text-decoration: none;color:var(--ds-text,#333333);" %)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.
++
++(% style="text-decoration: none;color:var(--ds-text,#333333);" %)Wir verwenden zwei verschiedene Accounts:
++
++|=(% scope="col" %)(((
++Account
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Berechtigungen
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Beschreibung
++)))
++|(((
++SYS
++)))|(((
++SYSTEM Account
++)))|(((
++Wird für administrative Tätigkeiten wie beispielsweise Troubleshooting oder das Auslesen von Informationen verwendet
++)))
++|(((
++MKSP
++)))|(((
++Regulärer Account
++)))|(((
++Regulärer Account für Daten
++)))
++
++Benutzer können jeweils nur einem Account zugeordnet werden.
++
++== {{id name="NATSSetup-Authentifizierung"/}}Authentifizierung ==
++
++Die Kommunikation ist TLS verschlüsselt, es kommen die TLS Zertifikate aus [[HashiCorp KeyVault>>confluencePage:page:IN.Hashicorp Vault]] 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.
++
++{{code language="shell"}}
++$ openssl x509 -noout -text -nameopt RFC2253 -in backend.mksp-da.de.crt
++Certificate:
++    Data:
++        ...
++        Subject: CN=backend.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE
++{{/code}}
++
++Diese Subject wird dann dem Account zugeordnet:
++
++{{code language="json"}}
++system_account: SYS
++accounts: {
++  MKSP: {
++    jetstream: enabled
++    users: [
++      {
++        user: "CN=backend.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
++      },
++      {
++        user: "CN=n8n.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
++      },
++      {
++        user: "CN=js-admin.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
++      },
++    ]
++  }
++  SYS: {
++    users: [
++      {user: "CN=admin.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"}
++    ]
++  }
++}
++{{/code}}
++
++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.
++
++== {{id name="NATSSetup-NATSCoremitAccounts"/}}NATS Core mit Accounts ==
++
++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:
++
++{{code language="json"}}
++accounts: {
++  MKSP: {
++    users: [
++      {
++        user: "CN=backend.mksp-da.de,OU=Makerspace Darmstadt IT,O=Makerspace Darmstadt e.V.,C=DE"
++        permissions: {
++          publish:   [">"]
++          subscribe: [">"]
++        }
++      },
++...
++{{/code}}
++
++Wichtig sind hier die zusätzlichen Permissions, die den Zugriff auf Core Events regeln.
++
++== {{id name="NATSSetup-JetStreamKonfiguration"/}}JetStream Konfiguration ==
++
  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.
  === {{id name="NATSSetup-NATSCLIkonfigurieren"/}}NATS CLI konfigurieren ===
--* Unterschied zwischen admin und jsadmin
--* beschreiben wie man context switch macht
--* wie man einen neuen context anlegt
++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:
  {{code language="shell"}}
  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
  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
++{{/code}}
++Anschließend wählen wir den richtigen Kontext aus, in diesem Fall den JetStream Admin Context:
++
++{{code language="shell"}}
  nats context select mksp-jsadmin
  {{/code}}
@@ -45,12 +45,119 @@
  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"]]
--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.
++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.
++|=(% scope="col" %)(((
++Backend Event
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Consumer Name
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Schema
++)))
++|(((
++{{code language="none"}}
++mksp.backend.briefing.offer.cancelled
++{{/code}}
++)))|(((
++backend_briefing_offer_cancelled
++)))|(((
++##(% class="nc" %)BriefingOfferEvent(%%)##
++)))
++|(((
++{{code language="none"}}
++mksp.backend.briefing.offer.created
++{{/code}}
++)))|(((
++backend_briefing_offer_created
++)))|(((
++##(% class="nc" %)BriefingOfferEvent(%%)##
++)))
++|(((
++##(% class="s" %)mksp.backend.briefing.offer.updated(%%)##
++)))|(((
++backend_briefing_offer_updated
++)))|(((
++##(% class="nc" %)BriefingOfferEvent(%%)##
++)))
++|(((
++{{code language="none"}}
++mksp.backend.briefing.created
++{{/code}}
++)))|(((
++backend_briefing_created
++)))|(((
++##(% class="n" %)BriefingEvent(%%)##
++)))
++|(((
++##(% class="s" %)mksp.backend.key.assigned(%%)##
++)))|(((
++backend_key_assigned
++)))|(((
++##(% class="nc" %)KeyEvent(%%)##
++)))
++|(((
++##(% class="s" %)mksp.backend.key.unassigned(%%)##
++)))|(((
++backend_key_unassigned
++)))|(((
++##(% class="nc" %)KeyEvent(%%)##
++)))
++|(((
++##(% class="s" %)mksp.backend.storage.reserved(%%)##
++)))|(((
++backend_storage_reserved
++)))|(((
++##(% class="nc" %)StorageSpaceEvent(%%)##
++)))
++|(((
++(% class="s" %){{code language="none"}}mksp.backend.storage.released{{/code}}
++)))|(((
++backend_storage_released
++)))|(((
++##(% class="nc" %)StorageSpaceEvent(%%)##
++)))
++|(((
++(% class="s" %){{code language="none"}}mksp.backend.storage.expired{{/code}}
++)))|(((
++backend_storage_expired
++)))|(((
++(% class="nc" %){{code language="none"}}StorageSpaceEvent{{/code}}
++)))
++|(((
++(% class="s" %){{code language="none"}}mksp.backend.user.converted_to_member{{/code}}
++)))|(((
++backend_user_converted_to_member
++)))|(((
++(% class="nc" %){{code language="none"}}UserEvent{{/code}}
++)))
++|(((
++(% class="s" %){{code language="none"}}mksp.backend.user.converted_to_guest{{/code}}
++)))|(((
++backend_user_converted_to_guest
++)))|(((
++(% class="nc" %){{code language="none"}}UserEvent{{/code}}
++)))
++
++Die Consumer können dann wie folgt angelegt werden:
++
++{{code language="json"}}
++$ nats consumer add backend_events <name> --pull --filter="<filter>" --defaults
++
++# Beispiel
++nats consumer add backend_events backend_briefing_offer_cancelled --pull --filter="mksp.backend.briefing.offer.cancelled" --defaults
++nats consumer add backend_events backend_key_assigned --pull --filter="mksp.backend.key.assigned" --defaults
++{{/code}}
++
  = {{id name="NATSSetup-Troubleshooting"/}}Troubleshooting =
--JetStream
++Man kann über die NATS CLI mit dem Server interagieren.
++== {{id name="NATSSetup-JetStream"/}}JetStream ==
++
++=== {{id name="NATSSetup-Streams"/}}Streams ===
++
++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.
++
  {{code language="shell"}}
  $ nats context select mksp-jsadmin
  $ nats stream ls
@@ -63,25 +63,90 @@
  ╰────────────────┴─────────────┴─────────────────────┴──────────┴──────┴──────────────╯
  {{/code}}
--Sys
++Ebenso kann man sich - falls vorhandenen - die Nachrichten im Stream anzeigen lassen:
  {{code language="shell"}}
++$ nats context select mksp-jsadmin
++$ nats stream view backend_events
++[1] Subject: mksp.backend.storage.reserved Received: 2025-09-08 09:06:00
++
++{"timestamp":"2025-09-08T09:06:00.062358","stora
++{{/code}}
++
++=== {{id name="NATSSetup-Consumer"/}}Consumer ===
++
++Die bestehenden Consumer kann man sich ebenfalls im Jetstream Context anzeigen lassen:
++
++{{code language="json"}}
++$ nats consumer ls backend_events
++╭──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮
++│                                                     Consumers                                                    │
++├──────────────────────────────────┬─────────────┬─────────────────────┬─────────────┬─────────────┬───────────────┤
++│ Name                             │ Description │ Created             │ Ack Pending │ Unprocessed │ Last Delivery │
++├──────────────────────────────────┼─────────────┼─────────────────────┼─────────────┼─────────────┼───────────────┤
++│ backend_briefing_offer_cancelled │             │ 2025-09-09 22:53:26 │           0 │           0 │ never         │
++│ backend_key_assigned             │             │ 2025-09-09 22:54:01 │           0 │           0 │ never         │
++╰──────────────────────────────────┴─────────────┴─────────────────────┴─────────────┴─────────────┴───────────────╯
++{{/code}}
++
++In dieser Tabelle sieht man bereits die "unprocessed" Nachrichten, sieht also gut, wenn n8n die Nachrichten nicht korrekt verarbeitet. Man kann sich ebenfalls die Details eines Consumers anzeigen lassen:
++
++{{code language="json"}}
++$ nats consumer info backend_events backend_briefing_offer_cancelled
++
++Information for Consumer backend_events > backend_briefing_offer_cancelled created 2025-09-09 22:53:26
++
++Configuration:
++
++                    Name: backend_briefing_offer_cancelled
++               Pull Mode: true
++          Filter Subject: mksp.backend.briefing.offer.cancelled
++          Deliver Policy: All
++              Ack Policy: Explicit
++                Ack Wait: 30.00s
++           Replay Policy: Instant
++         Max Ack Pending: 1,000
++       Max Waiting Pulls: 512
++
++State:
++
++            Host Version: 2.11.8
++      Required API Level: 0 hosted at level 1
++  Last Delivered Message: Consumer sequence: 0 Stream sequence: 10
++    Acknowledgment Floor: Consumer sequence: 0 Stream sequence: 0
++        Outstanding Acks: 0 out of maximum 1,000
++    Redelivered Messages: 0
++    Unprocessed Messages: 0
++           Waiting Pulls: 1 of maximum 512
++{{/code}}
++
++Insbesondere die letzten beiden Zeilen sind wichtig:
++
++* **Unprocessed Messages** sind Nachrichten, die noch nicht abgerufen wurden. Dies sollte immer 0 sein
++* **Waiting Pulls**: die Anzahl der verbundenen Clients. Üblicherweise sollte das nur n8n sein, also immer 1.
++
++== {{id name="NATSSetup-Server"/}}Server ==
++
++Man kann sich ebenfalls die aktiven Verbindungen anzeigen:
++
++{{code language="shell"}}
  $ nats context select mksp-sysadmin
--$ nats server report connections
++$ nats server report connections
--╭───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮
--│                                                         Top 5 Connections out of 5 by subs                                                        │
--├─────┬──────────────────────────┬──────────────┬─────────┬───────────────────┬─────────┬────────┬─────────┬──────────┬──────────┬───────────┬──────┤
--│ CID │ Name                     │ Server       │ Cluster │ IP                │ Account │ Uptime │ In Msgs │ Out Msgs │ In Bytes │ Out Bytes │ Subs │
--├─────┼──────────────────────────┼──────────────┼─────────┼───────────────────┼─────────┼────────┼─────────┼──────────┼──────────┼───────────┼──────┤
--│ 10  │                          │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.37:47950 │ MKSP    │ 18m7s  │ 0       │ 0        │ 0 B      │ 0 B       │ 0    │
--│ 12  │                          │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.39:46446 │ MKSP    │ 18m7s  │ 10      │ 0        │ 4.5 KiB  │ 0 B       │ 0    │
--│ 9   │                          │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.37:47934 │ MKSP    │ 18m7s  │ 0       │ 0        │ 0 B      │ 0 B       │ 1    │
--│ 11  │                          │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.33:37156 │ MKSP    │ 18m7s  │ 0       │ 10       │ 0 B      │ 4.5 KiB   │ 1    │
--│ 22  │ NATS CLI Version 0.2.4   │ mksp-nats-01 │         │ 10.1.253.1:60153  │ SYS     │ 0s     │ 2       │ 1        │ 210 B    │ 933 B     │ 1    │
--├─────┼──────────────────────────┼──────────────┼─────────┼───────────────────┼─────────┼────────┼─────────┼──────────┼──────────┼───────────┼──────┤
--│     │ Totals for 5 connections │              │         │                   │         │        │ 12      │ 11       │ 4.8 KiB  │ 5.5 KiB   │ 3    │
--╰─────┴──────────────────────────┴──────────────┴─────────┴───────────────────┴─────────┴────────┴─────────┴──────────┴──────────┴───────────┴──────╯
++╭─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮
++│                                                          Top 6 Connections out of 6 by subs                                                         │
++├─────┬──────────────────────────┬──────────────┬─────────┬───────────────────┬─────────┬──────────┬─────────┬──────────┬──────────┬───────────┬──────┤
++│ CID │ Name                     │ Server       │ Cluster │ IP                │ Account │ Uptime   │ In Msgs │ Out Msgs │ In Bytes │ Out Bytes │ Subs │
++├─────┼──────────────────────────┼──────────────┼─────────┼───────────────────┼─────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼───────────┼──────┤
++│ 83  │ backend_kicker           │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.33:52808 │ MKSP    │ 2h24m18s │ 0       │ 0        │ 0 B      │ 0 B       │ 0    │
++│ 93  │ backend_scheduler        │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.29:47620 │ MKSP    │ 2h23m23s │ 0       │ 0        │ 0 B      │ 0 B       │ 0    │
++│ 82  │ backend_fastapi          │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.33:52798 │ MKSP    │ 2h24m18s │ 1       │ 1        │ 345 B    │ 838 B     │ 1    │
++│ 94  │ backend_worker           │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.37:53550 │ MKSP    │ 2h23m23s │ 0       │ 0        │ 0 B      │ 0 B       │ 1    │
++│ 95  │ backend_worker           │ mksp-nats-01 │         │ 172.18.0.37:53554 │ MKSP    │ 2h23m23s │ 0       │ 0        │ 0 B      │ 0 B       │ 1    │
++│ 111 │ NATS CLI Version 0.2.4   │ mksp-nats-01 │         │ 10.1.253.1:50712  │ SYS     │ 0s       │ 2       │ 1        │ 210 B    │ 944 B     │ 1    │
++├─────┼──────────────────────────┼──────────────┼─────────┼───────────────────┼─────────┼──────────┼─────────┼──────────┼──────────┼───────────┼──────┤
++│     │ Totals for 6 connections │              │         │                   │         │          │ 3       │ 2        │ 555 B    │ 1.7 KiB   │ 4    │
++╰─────┴──────────────────────────┴──────────────┴─────────┴───────────────────┴─────────┴──────────┴─────────┴──────────┴──────────┴───────────┴──────╯
  ╭──────────────────────────────────────╮
  │        Connections per server        │
@@ -88,8 +88,126 @@
  ├──────────────┬─────────┬─────────────┤
  │ Server       │ Cluster │ Connections │
  ├──────────────┼─────────┼─────────────┤
--│ mksp-nats-01 │         │           5 │
++│ mksp-nats-01 │         │           6 │
  ╰──────────────┴─────────┴─────────────╯
  {{/code}}
++Der Name ist hierbei frei vergeben, in unserem Fall im Backend Code. Wir erwarten die folgenden Clients:
++
++|=(% scope="col" %)(((
++Client
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Anzahl
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Komponente
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Art
++)))|=(% scope="col" %)(((
++Beschreibung
++)))
++|(((
++backend_kicker
++)))|(((
++1
++)))|(((
++Taskiq
++)))|(((
++Core
++)))|(((
++Gibt dem Backend die Möglichkeit, asynchrone Tasks an das Taskiq backend zu delegieren
++)))
++|(((
++backend_scheduler
++)))|(((
++1
++)))|(((
++Taskiq
++)))|(((
++Core
++)))|(((
++Komponente welches die regelmäßigen Jobs überwacht und triggert
++)))
++|(((
++backend_fastapi
++)))|(((
++1
++)))|(((
++FastAPI
++)))|(((
++JetStream
++)))|(((
++Das Backend kann hiermit Events ausgeben, die dann von N8n abgearbeitet werden.
++)))
++|(((
++backend_worker
++)))|(((
++2
++)))|(((
++Taskiq
++)))|(((
++Core
++)))|(((
++Worker für asynchrone Tasks
++)))
++
++Man kann sich ebenfalls die Subscriptions der jeweiligen Connections anschauen. Hierfür muss die Ausgabe auf JSON umgestellt werden:
++
++{{code language="shell"}}
++$ nats context select mksp-jsadmin
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Confluence.Code.ConfluencePageClass[0]

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