微服务网关专利（微服务相关技术）

本篇文章给大家谈谈微服务网关专利，以及微服务相关技术对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享微服务网关专利的知识，其中也会对微服务相关技术进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、微服务网关
• 2、服务网关Zuul
• 3、微服务 六：服务网关
• 4、微服务核心组件 Zuul 网关原理剖析
• 5、Spring Cloud
• 6、开源推荐-C++开发的微服务框架Tars

微服务网关

1、路由转发：接收一切外界请求微服务网关专利，转发到后端微服务网关专利的微服务上去；
2、 过滤器 ：在服务网关中可以完成一系列的横切功能微服务网关专利，例如权限校验、限流以及监控等，这些都可以通过过滤器完成（其实路由转发也是通过过滤器实现的）。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/101341556
https://blog.csdn.net/ztemt_sw2/article/details/106208946
https://studygolang.com/articles/13254
https://blog.csdn.net/micl200110041/article/details/82013032

服务网关Zuul

在前面的学习中，我们使用Spring Cloud实现微服务的架构基本成型，大致是这样的：

我们使用Spring Cloud Netflix中的Eureka实现了服务注册中心以及服务注册与发现；而服务间通过Ribbon或Feign实现服务的消费以及负载均衡；为了使得服务集群更为健壮，使用Hystrix的熔断机制 来避免在微服务架构中个别服务出现异常时引起的故障蔓延。

在该架构中，我们的服务集群包括：内部服务Service A和Service B，他们都会注册与订阅服务至Eureka Server，而Open Servc时一个对外的服务，通过负载均衡公开至服务调用方。我们把焦点聚集在对外服务这块，这种实现方式是否合理，有没有更好的实现方式呢？

这种架构不足之处：

对于上面的问题，最好的解决方法是——服务网关。

为了解决上面的问题，我们需要将权限控制这样的东西从我们的服务单元中抽离出去，而最适合这些逻辑的地方就是处于对外访问最前端的地方，我们需要一个更加强大的负载均衡器——服务网关。

服务网关是微服务架构中不可或缺的的部分。通过服务网关统一向外系统提供REST API的过程中，除了具备服务路由、负载均衡之外，它还具备了权限控制等功能。Spring Cloud NetFlix中的Zuul就具备这样的功能。

Zuul是NetFlix开源的微服务网关，它可以和Eureka、Ribbon、Hystrix等组件配合使用。Zuul的核心是一些列的过滤器，这些过滤器可以完成以下功能。

Spring Cloud对Zuul进行了整合与增强。目前，Zuul使用的默认HTTP客户端是Apache HTTP Client，也可以使用使用其他的。

使用Zuul之后的架构如图所示：

从图中可以看出，客户端请求微服务时，先经过Zuul之后再请求，这样就可以将一些类似于校验的业务逻辑放到zuul中去完成，而微服务本身只需要关注自己的业务逻辑即可。

首先新建一个gateway模块，并且导入相关的依赖

然后再编写启动类增加@EnableZuulProxy注解。

接着编写application.yml文件，并添加路由规则

然后启动测试，发现可以通过zuul访问到商品微服务地址

在上面的配置中，我们通过路由规则的配置，访问到了商品微服务。但是如果商品微服务的地址发生变化，我们要修改配置问题。所以，我们应该通过走Eureka注册中心来获取地址。首先，我们需要添加Eureka依赖。

然后修改application.yml配置文件，将自己注册到注册中心。

随后，通过测试发现可以通过zuul访问商品微服务，一切正常。

过滤器是Zuul的重要组件。在我们的一般的单体应用中，也会使用过滤器过滤请求，或者完成相关的权限配置等，例如shiro框架就是用过滤器管理权限的。Zuul中的过滤器名为ZuulFilter：

ZuulFilter是一个抽象类，其实现类需要实现4个方法：

过滤器的执行流程如图所示：

需求：通过编写过滤器实现用户是否登录的检查
实现：通过判断请求中是否有token，如果有认为就是已经登录的，如果没有就认为时非法请求，响应401.

接下来，我们需要编写一个UserLoginZuulFilter，逻辑如下：

随后，我们打开浏览器进行测试，可以看到过滤器已经生效：

微服务 六：服务网关

服务除了内部相互之间调用和通信之外，最终要以某种方式暴露出去，才能让外界系统（例如客户的浏览器、移动设备等等）访问到，这就涉及服务的前端路由，对应的组件是服务网关(Service Gateway)，见图（15），网关是连接企业内部和外部系统的一道门，有如下关键作用：

服务反向路由，网关要负责将外部请求反向路由到内部具体的微服务，这样虽然企业内部是复杂的分布式微服务结构，但是外部系统从网关上看到的就像是一个统一的完整服务，网关屏蔽了后台服务的复杂性，同时也屏蔽了后台服务的升级和变化。安全认证和防爬虫，所有外部请求必须经过网关，网关可以集中对访问进行安全控制，比如用户认证和授权，同时还可以分析访问模式实现防爬虫功能，网关是连接企业内外系统的安全之门。

限流和容错，在流量高峰期，网关可以限制流量，保护后台系统不被大流量冲垮，在内部系统出现故障时，网关可以集中做容错，保持外部良好的用户体验。

监控，网关可以集中监控访问量，调用延迟，错误计数和访问模式，为后端的性能优化或者扩容提供数据支持。

日志，网关可以收集所有的访问日志，进入后台系统做进一步分析。

图（15）gateway服务图

除以上基本能力外，网关还可以实现线上引流，线上压测，线上调试(Surgical debugging)，金丝雀测试(Canary Testing)，数据中心双活(Active-Active HA)等高级功能。

网关通常工作在7层，有一定的计算逻辑，一般以集群方式部署，前置LB进行负载均衡。

开源的网关组件有Netflix的Zuul，其工作原理如下图。

图（16）zuul工作原理图

在介绍过服务注册表和网关等组件之后，我们可以通过一个简化的微服务架构图(17)来更加直观地展示整个微服务体系内的服务注册发现和路由机制，该图假定采用进程内LB服务发现和负载均衡机制。在图（17）的微服务架构中，服务简化为两层，后端通用服务（也称中间层服务Middle Tier Service）和前端服务（也称边缘服务Edge Service，前端服务的作用是对后端服务做必要的聚合和裁剪后暴露给外部不同的设备，如PC，Pad或者Phone）。后端服务启动时会将地址信息注册到服务注册表，前端服务通过查询服务注册表就可以发现然后调用后端服务；前端服务启动时也会将地址信息注册到服务注册表，这样网关通过查询服务注册表就可以将请求路由到目标前端服务，这样整个微服务体系的服务自注册自发现和软路由就通过服务注册表和网关串联起来了。如果以面向对象设计模式的视角来看，网关类似Proxy代理或者Façade门面模式，而服务注册表和服务自注册自发现类似IoC依赖注入模式，微服务可以理解为基于网关代理和注册表IoC构建的分布式系统。

图（17）简化的微服务架构图

微服务核心组件 Zuul 网关原理剖析

Zuul 网关是具体核心业务服务的看门神，相比具体实现业务的系统服务来说它是一个边缘服务，主要提供动态路由，监控，弹性，安全性等功能。在分布式的微服务系统中，系统被拆为了多套系统，通过zuul网关来对用户的请求进行路由，转发到具体的后台服务系统中。

本 Chat 主要内容如下：

网关是具体核心业务服务的看门神，相比具体实现业务的系统服务来说它是一个边缘服务，主要提供动态路由，监控，弹性，安全性等功能，下面我们从单体应用到多体应用的演化过程来讲解网关的演化历程。

一般业务系统发展历程都是基本相似的，从单体应用到多应用，从本地调用到远程调用。对应单体应用架构模式（如下图1），由于只需一个应用，所有业务模块的功能都打包为了一个 War 包进行部署，这样可以减少机器资源和部署的繁琐。

图1 单体应用

在单体应用中，网关模块是和应用部署到同一个jvm进程里面的，当外部移动设备或者web站点访问单体应用的功能时候，请求是先被应用的网关模块拦截的，网关模块对请求进行鉴权、限流等动作后在把具体的请求转发到当前应用对应的模块进行处理。

随着业务的发展，网站的流量会越来越大，在单体应用中简单的通过加机器的方式可以带来的承受流量冲击的能力也越来越低，这时候就会考虑根据业务将单体应用拆成若干个功能独立的应用，单体应用拆为多个应用后，由于不同的应用开发对应的功能，所以多应用开发之间可以独立开发而不用去理解对方的业务，另外不同的应用模块只承受对应业务流量的压力，不会对其他应用模块造成影响，这时候多体的分布式系统就出现了，如下图2。

图2 多体应用

如上图在多体应用中业务模块A和B单独起了个应用，每个应用里面有自己的网关模块，如果业务模块多了，那么每个应用都有自己的网关模块，这样复用性不好，所以可以考虑把网关模块提起出来，单独作为一个应用来做服务路由，如下图3：

如上图当移动设备发起请求时候是具体发送到网关应用的，经过鉴权后请求会被转发到具体的后端服务应用上，对应前端移动设备来说他们不在乎也不知道后端服务器应用是一个还是多个，他们只能感知到网关应用的存在。

Zuul是Netflix开源的一个网关组件，在Netflix内部系统中Zuul被用来作为内部系统的门面，如下图是Zuul在Netflix内部使用的一个架构图：

如上图最上层的移动设备或者网站首先通过aws负载均衡器把请求路由到zuul网关上，zuul网关则负责把请求路由到具体的后端service上。

Zuul开源地址 https://github.com/Netflix/zuul

Zuul网关的核心是一系列的过滤器，这些过滤器可以对请求或者响应结果做一系列过滤，Zuul 提供了一个框架可以支持动态加载，编译，运行这些过滤器，这些过滤器是使用责任链方式顺序对请求或者响应结果进行处理的，这些过滤器直接不会直接进行通信，但是通过责任链传递的RequestContext参数可以共享一些东西。

虽然Zuul 支持任何可以在jvm上跑的语言，但是目前zuul的过滤器只能使用Groovy脚本来编写。编写好的过滤器脚本一般放在zuul服务器的固定目录，zuul服务器会开启一个线程定时去轮询被修改或者新增的过滤器，然后动态进行编译，加载到内存，然后等后续有请求进来，新增或者修改后的过滤器就会生效了。

在zuul中过滤器分为四种：

如下图为zuul1.0的工作原理：

如上图，当zuul接受到请求后，首先会由前置过滤器进行处理，然后在由路由过滤器具体把请求转发到后端应用，然后在执行后置过滤器把执行结果写会到请求方，当上面任何一个类型过滤器执行出错时候执行该过滤器。

本节作者使用zuul的版本：

...

....

总结：zuul1.0时候当zuul接受到一个请求后会同步执行前置过滤器、路由过滤器、后置过滤器，等执行完毕后在同步把结果返回为调用方，调用方在整个过程中是阻塞的。其实SpringBoot集成的zuul就是自己实现了个前置过滤器做选择路由，然后自己实现了个路由过滤器根据前置过滤器选择的路由具体做路由转发。

Netty作为高性能异步网络通讯框架，在dubbo，rocketmq,sofa等知名开源框架中都有使用，如下图zuul2.0使用netty server作为网关监听服务器监听客户端发来的请求，然后把请求转发到前置过滤器（inbound filters）进行处理，处理完毕后在把请求使用netty client代理到具体的后端服务器进行处理，处理完毕后在把结果交给后者过滤器（outbound filters）进行处理，然后把处理结果通过nettyServer写回客户端。

...
总: 在zuul1.0时候客户端发起的请求后需要同步等待zuul网关返回，zuul网关这边对每个请求会分派一个线程来进行处理，这会导致并发请求数量有限。而zuul2.0使用netty作为异步通讯，可以大大加大并发请求量。

Spring Cloud

本文中我们主要介绍微服务开发框架——Spring Cloud。尽管Spring Cloud带有"Cloud"的字样，但它并不是云计算解决方案，而是Spring Boot的基础上构建的，用于快速构建分布式系统的通用模式的工具集。

Spring Cloud有以下特点:

由上图可知，Spring Cloud是以 英文单词+SR+数字 的形式命名版本号的。那么英文单词和SR分别表示什么呢？
因为Spring Cloud是一个综合项目，它包含很多子项目。由于子项目也维护着自己的版本号，Spring Cloud采用了这种命名方式，从而避免与子项目的版本混淆。其中英文单词如Edware是伦敦某地铁站名，它们按照字母顺序发行，可以将其理解为主版本的演进。SR表示"Service Release"，一般表示Bug修复。

版本兼容性如下

版本内容

可参考官方文档： https://spring.io/projects/spring-cloud#overview

我的上一篇博客(微服务理论篇)中谈到，对单体应用进行服务拆分得到各个微服务，而这些服务又是相互独立的，那么我们如何知道各个微服务的健康状态、如何知道某个微服务的存在呢？由此、一个拥有服务发现的框架显得尤为重要。这也就是Eureka诞生的原因。

综上，Eureka通过心跳检查、客户端缓存等机制，确保了系统的高可用性、灵活性和可伸缩性。

通过使用Eureka已经实现了微服务的注册与发现。启动各个微服务时，Eureka Client会把自己的网络信息注册到Eureka Server上。似乎一切更美好了一些。然而，这样的架构依然有一些问题，如负载均衡。一般来说，各个微服务都会部署多个实例。那么服务消费者要如何将请求分摊到多个服务提供实例上呢？

如果服务提供者相应非常慢，那么消费者对提供者的请求就会被强制等待，知道提供者响应或超时。在高负载场景下，如果不作任何处理，此类问题可能会导致服务消费者的资源耗竭甚至整个系统崩溃。
微服务架构的应用系统通常包含多个服务层。微服务之间通过网络进行通信，从而支撑起整个应用系统，因此，微服务之间难免存在依赖关系。而这种由于"基础服务故障"导致"级联故障"的现象称为雪崩效应。

如图所示，A最为服务提供者（基础服务），B为A的服务消费者，C和D是B的服务消费者。当A不可用引起了B的不可用，并将不可用像滚雪球一样放大到C和D时，雪崩效应就形成了。
那么Hystrix是如何容错的呢？

以下对该图做个简单讲解：

Zuul作为微服务架构中的微服务网关。微服务架构经过前几个组件的组合，已经有了基本的雏形了，那么我们为什么还要使用微服务网关呢？我们可以想象，一般情况下我们一个业务并不是只调用一个接口就可以完成一个业务需求。
如果让客户端直接与各个微服务通信，会有以下问题：

如图，微服务网关封装了应用程序的内部结构，客户端只须跟网关交互，而无须直接调用特定微服务接口。同时，还有以下优点：

为什么要同一管理微服务配置？
对于传统的单体应用，常常使用配置文件管理所有配置。例如一个Spring Boot 项目开发的单体应用，可以将配置内容放到application.yml文件中。如果需要切换环境，可以设置多个Profile,并在启用应用时指定spring.profile.active={profile}。
而在微服务架构中，微服务的配置管理一般有以下需求：

开源推荐-C++开发的微服务框架Tars

Tars致力于建设微服务技术生态，在底层基础设施、服务框架、上层应用以及DevOps等方面，都做了较为深入的研发。

2020年3月10日，Linux基金会正式宣布旗下的TARS开源项目成立TARS子基金会。这是一个 专注于微服务领域 的开源基金会，致力于帮助企业拥抱微服务体系架构，解决在使用微服务方面可能出现的问题。这是首个 起源于中国开源项目 的国际开源基金会，也是Linux基金会下 唯一聚焦微服务技术生态 的子基金会。

Tars基金会里目前收录了9个项目，分为5部分：工具集（Tars Lab）、服务治理（Service Governance）、微服务开发框架（Development Framwork）、存储（DCache）和基础设施（Infrustructure）。

1、Tars Lab

Tars Lab项目提供了压力测试TarsJMeter，基准测试集TarsBenchmark和一些开发工具包。TarsJavaStart，可以生成服务端和客户端的TarsJava脚手架，快速开始Tars服务的开发。TarsTools，是一款支持多种IDE的JetBrains插件，为实现编辑Jce/Tars文件使用的（支持Intellij IDEA、Android Studio、PhpStorm、WebStorm、GoLand、CLion等）。

2、服务治理

服务治理包含了2个项目：TSeer专注于处理服务注册与发现；TarsGateway是基于Tars框架开发的微服务网关，除具备网关的基础功能外，还可以自动将HTTP转换成Tars-RPC协议。

3、微服务开发框架

这部分只包含Tars一个项目，核心模块由C++开发，提供了多语言开发框架，默认rpc调用，是Tars基金会的核心项目。其他项目都是围绕这个项目研发的。

4、微服务存储

这部分只包含DCache一个项目，它是基于Tars框架开发的 分布式共享内存存储系统 ，支持常用的kv数据结构、支持二级索引、支持在线扩缩容、支持自动持久化到后端db等特性。DCache依赖Tars框架的运行，但也得益于Tars，使得存储服务的运维成本几乎为0。

5、微服务基础设施

这是一个将Tars与K8S融合使用的项目，致力于将Tars融入到K8S生态中。

在这方面还有一个更优秀的项目K8SFramework，致力于将Tars与K8S深度融合，相信未来会纳入到基金会中。

| Tars的前世今生

Tars的前身是腾讯内部的TAF框架，已经经过了10年的验证，稳定运行与1.6w+服务器，100多个业务线中。

据统计， Tars已在超过 120 家公司、 261200 台服务器上稳定运行。

在分布式环境下，所有的微服务（包括DCache的服务）都可以通过框架自带的控制台-TarsWeb进行管理， 可以做到所有服务状态可监控，可以在控制台上进行启停、修改配置、执行运维指令等操作。

在分布式部署的情况下，可以通过Web控制台实现一键升级、回退。

Tars自带配置中心，分级配置，可以统一修改配置，做到“一点修改，全局生效”。

在服务部署时，可以在界面上填写要发布的节点，一键部署、扩容。

框架提供了状态监控的能力，可以监控服务的调用质量，如流量情况，平均耗时、超时率和异常率。

框架状态可以在控制台上一键核查。

Tars提供配套的性能测试工具，这也是Tars基金会的子项目。性能测试工作不再依赖专业的测试人员。

| Tars优势

1、原生RPC调用

Tars使用自研的RPC协议通信，服务之间建立长连接，在通信频繁的场景下具备显著的性能优势。

2、多语言支持

除C++和Java外，Tars还支持NodeJs，PHP，Go等语言，提供了相应的SDK。当团队技术栈多样化时，可以多语言协同开发，无缝对接，开发者可以选择自己熟悉的语言进行开发，提升团队整体效率。

在这方面，Spring Cloud想要支持异构语言，需要借助SideCar构建Service Mesh。 业界现在有一些比较流行的服务网格解决方案，但是 并没有形成统一的标准 ， 可移植性不高 。比较常见的像Istio，由于是代理模式，而且非长连接，会存在 更大的延迟 。另一方面，Istio的部署和运维都非常 复杂 ，需要更多的学习成本和运维成本。

3、内置服务治理功能

Tars框架内嵌了丰富的服务治理功能，包括熔断、限流、负载均衡、认证、加密等。同时，在服务监控、数据采集，以及灰度部署、跨机房部署等方面，都原生支持，集成度高。

Spring Cloud要支持这些功能，要么需要集成其他组件，要么需要设计开发来实现。都需要付出额外的学习成本和研发成本。

4、运维监控

Tars为使用者提供了一体化的运维管理控制台，我们可以在Web上进行一键部署、扩容、升级、回退等运维操作。

Spring Cloud并没有配套的工具。要实现Web管控， 需要借助K8S和容器，同样需要付出额外的成本。

5、国产化

Tars是国内公司主导的开源项目，这一点就不多说什么了。

6、“套装”优势

Tars框架提供了微服务相关的一体化解决方案，常规情况下不需要再去集成其他组件，不存在兼容性问题。这就好比MacBook和兼容机的区别，兼容机你可能需要付出更多的试错成本才能达到想要的效果。

| 劣势

1、项目热度

Tars开源较晚，到目前只有5年多时间，项目热度不如Spring Cloud，应用也没Spring Cloud广泛。

2、Tars的云原生之路

Tars和K8s的深度融合也开源不久（2020年7月，K8SFramework），还有待落地验证。这个项目现在的更新频率较高，不建议在生产中使用。但是从这一点也可以看到社区工作者对Tars与K8S融合的高涨热情，相信未来这个项目一定会大放异彩！

Tars在微服务开发、运维、监控等方面提供了一体化的解决方案，可以帮助我们低成本构建企业级微服务。适用于各种规模的团队，各种规模的系统。

在做技术选型时，如果团队中有C++开发人员，或者有多语言开发的情况，而且团队规模、资源有限的情况下，建议选择Tars。它在运维、监控、测试等方面会为我们节约大量成本。

未来，随着 K8SFramework 项目的日渐成熟，相信Tars生态会被更多的团队熟知和使用。

关于微服务网关专利和微服务相关技术的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 微服务网关专利的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于微服务相关技术、微服务网关专利的信息别忘了在本站进行查找喔。

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