# 什么是NATS

软件应用程序和服务需要交换数据。 NATS 是一种允许以消息形式进行数据交换的基础设施。我们称之为“**面向消息的中间件**”。

使用 NATS，应用程序开发人员可以：

* 轻松构建分布式和可扩展的客户端-服务器应用程序。
* 以一般方式实时存储和分发数据。这可以在各种环境、语言、云提供商和本地系统中灵活地实现。

### NATS 客户端应用程序

开发人员在其应用程序代码中使用 NATS 客户端库之一，以允许他们在应用程序实例之间或完全独立的应用程序之间发布、订阅、请求和回复。在本手册中，这些应用程序通常称为“客户端应用程序”，有时也称为“客户端”（因为从 NATS 服务器的角度来看，它们是客户端）。

### NATS 服务基础设施

NATS 服务由一个或多个 NATS 服务器进程提供，这些进程配置为相互互连并提供*NATS 服务基础架构*。 NATS 服务基础设施可以从运行在终端设备上的单个 NATS 服务器进程（`nats-server` 进程的大小小于 20 MB！）一直扩展到一个由许多集群组成的公共全球超级集群，涵盖所有主要云提供商和世界所有地区，例如 Synadia 的 NGS。

### 将 NATS 客户端应用程序连接到 NATS 服务器

要将 NATS 客户端应用程序与 NATS 服务连接，然后向主题订阅或发布消息，只需要配置：

1. **URL:** 一个 ['NATS URL'](/cn/shi-yong-nats/developer/connecting.md#nats-url)。这是一个字符串（以 URL 格式），指定可以访问 NATS 服务器的 IP 地址和端口，以及要建立的连接类型（普通 TCP、TLS 或 Websocket）。
2. **认证**（如果需要）：[认证](/cn/shi-yong-nats/developer/connecting.md#authentication-details) 应用程序的详细信息，用于向 NATS 服务器标识自己)。 NATS 支持多种身份验证方案（用户名/密码、去中心化 JWT、令牌、TLS 证书和带挑战的 Nkey）。

## 简单的消息传递设计

NATS 使应用程序可以通过发送和接收消息轻松进行通信。这些消息由主题字符串寻址和标识，并且不依赖于网络位置。

数据被编码和框架化为消息并由发布者发送。消息由一个或多个订阅者接收、解码和处理。

![](/files/BAQBFpALan417EILXstM)

通过这种简单的设计，NATS 允许程序共享通用的消息处理代码、隔离资源和相互依赖关系，并通过轻松处理消息量的增加进行扩展，无论是服务请求还是流数据。

### NATS 服务质量 (QoS)

NATS 提供多种服务质量，具体取决于应用程序是仅使用 *Core NATS* 功能还是还利用 *NATS JetStream* 启用的附加功能（JetStream 内置在 `nats-server` 中，但可能不会在所有服务基础架构上启用）。

* **最多一次 QoS：** *Core NATS* 提供**最多一次** 的服务质量。如果订阅者没有接收主题\（没有主题匹配\），或者在发送消息时未处于活动状态，则不会收到消息。这与 TCP/IP 提供的保证级别相同。 *Core NATS* 是一个即发即弃的消息传递系统。它只会将消息保存在内存中，并且永远不会将消息直接写入磁盘。
* **至少/恰好一次 QoS：** 如果您需要更高质量的服务（**至少一次**和 **恰好一次**），或持续流式传输、解耦流控制等功能，和 键值对储存，您可以使用 [NATS JetStream](/cn/nats-gai-nian/jetstream.md)，它内置在 NATS 服务器中（但需要启用）。当然，您也可以随时使用经过验证且可扩展的参考设计（例如 ack确认 和序列号）自行为您的客户端应用程序构建额外的可靠性。


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