微服务网关只有负载均衡吗(微服务网关对比)

网友投稿 255 2022-12-30


本篇文章给大家谈谈微服务网关只有负载均衡吗,以及微服务网关对比对应的知识点,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只有负载均衡吗的知识,其中也会对微服务网关对比进行解释,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:

微服务架构:基于微服务和Docker容器技术的PaaS云平台架构设计

基于微服务架构和Docker容器技术的PaaS云平台建设目标是给我们的开发人员提供一套服务快速开发、部署、运维管理、持续开发持续集成的流程。平台提供基础设施、中间件、数据服务、云服务器等资源,开发人员只需要开发业务代码并提交到平台代码库,做一些必要的配置,系统会自动构建、部署,实现应用的敏捷开发、快速迭代。在系统架构上,PaaS云平台主要分为微服务架构、Docker容器技术、DveOps三部分,这篇文章重点介绍微服务架构的实施。

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实施微服务需要投入大量的技术力量来开发基础设施,这对很多公司来说显然是不现实的,别担心,业界已经有非常优秀的开源框架供我们参考使用。目前业界比较成熟的微服务框架有Netflix、Spring Cloud和阿里的Dubbo等。Spring Cloud是基于Spring Boot的一整套实现微服务的框架,它提供了开发微服务所需的组件,跟Spring Boot一起使用的话开发微服务架构的云服务会变的很方便。Spring Cloud包含很多子框架,其中Spring Cloud Netflix是其中的一套框架,在我们的微服务架构设计中,就使用了很多Spring Cloud Netflix框架的组件。Spring Cloud Netflix项目的时间还不长,相关的文档资料很少,博主当时研究这套框架啃了很多英文文档,简直痛苦不堪。对于刚开始接触这套框架的同学,要搭建一套微服务应用架构,可能会不知道如何下手,接下来介绍我们的微服务架构搭建过程以及 需要那些 框架或组件来支持微服务架构。

为了直接明了的展示微服务架构的组成及原理,画了一张系统架构图,如下:

从上图可以看出,微服务访问大致路径为:外部请求 → 负载均衡 → 服务网关(GateWay)→ 微服务 → 数据服务/消息服务。服务网关和微服务都会用到服务注册和发现来调用依赖的其他服务,各服务集群都能通过配置中心服务来获得配置信息。

服务网关(GateWay)

网关是外界系统(如:客户端浏览器、移动设备等)和企业内部系统之间的一道门,所有的客户端请求通过网关访问后台服务。为了应对高并发访问,服务网关以集群形式部署,这就意味着需要做负载均衡,我们采用了亚马逊EC2作为虚拟云服务器,采用ELB(Elastic Load Balancing)做负载均衡。EC2具有自动配置容量功能,当用户流量达到尖峰,EC2可以自动增加更多的容量以维持虚拟主机的性能。ELB弹性负载均衡,在多个实例间自动分配应用的传入流量。为了保证安全性,客户端请求需要使用https加密保护,这就需要我们进行SSL卸载,使用Nginx对加密请求进行卸载处理。外部请求经过ELB负载均衡后路由到GateWay集群中的某个GateWay服务,由GateWay服务转发到微服务。服务网关作为内部系统的边界,它有以下基本能力:

1、动态路由:动态的将请求路由到所需要的后端服务集群。虽然内部是复杂的分布式微服务网状结构,但是外部系统从网关看就像是一个整体服务,网关屏蔽了后端服务的复杂性。

2、限流和容错:为每种类型的请求分配容量,当请求数量超过阀值时抛掉外部请求,限制流量,保护后台服务不被大流量冲垮;党内部服务出现故障时直接在边界创建一些响应,集中做容错处理,而不是将请求转发到内部集群,保证用户良好的体验。

3、身份认证和安全性控制:对每个外部请求进行用户认证,拒绝没有通过认证的请求,还能通过访问模式分析,实现反爬虫功能。

4、监控:网关可以收集有意义的数据和统计,为后台服务优化提供数据支持。

5、访问日志:网关可以收集访问日志信息,比如访问的是哪个服务?处理过程(出现什么异常)和结果?花费多少时间?通过分析日志内容,对后台系统做进一步优化。

我们采用Spring Cloud Netflix框架的开源组件Zuul来实现网关服务。Zuul使用一系列不同类型的过滤器(Filter),通过重写过滤器,使我们能够灵活的实现网关(GateWay)的各种功能。

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服务注册与发现

由于微服务架构是由一系列职责单一的细粒度服务构成的网状结构,服务之间通过轻量机制进行通信,这就引入了服务注册与发现的问题,服务的提供方要注册报告服务地址,服务调用放要能发现目标服务。我们的微服务架构中使用了Eureka组件来实现服务的注册与发现。所有的微服务(通过配置Eureka服务信息)到Eureka服务器中进行注册,并定时发送心跳进行 健康 检查,Eureka默认配置是30秒发送一次心跳,表明服务仍然处于存活状态,发送心跳的时间间隔可以通过Eureka的配置参数自行配置,Eureka服务器在接收到服务实例的最后一次心跳后,需要等待90秒(默认配置90秒,可以通过配置参数进行修改)后,才认定服务已经死亡(即连续3次没有接收到心跳),在Eureka自我保护模式关闭的情况下会清除该服务的注册信息。所谓的自我保护模式是指,出现网络分区、Eureka在短时间内丢失过多的服务时,会进入自我保护模式,即一个服务长时间没有发送心跳,Eureka也不会将其删除。自我保护模式默认为开启,可以通过配置参数将其设置为关闭状态。

Eureka服务以集群的方式部署(在博主的另一篇文章中详细介绍了Eureka集群的部署方式),集群内的所有Eureka节点会定时自动同步微服务的注册信息,这样就能保证所有的Eureka服务注册信息保持一致。那么在Eureka集群里,Eureka节点是如何发现其他节点的呢?我们通过DNS服务器来建立所有Eureka节点的关联,在部署Eureka集群之外还需要搭建DNS服务器。

当网关服务转发外部请求或者是后台微服务之间相互调用时,会去Eureka服务器上查找目标服务的注册信息,发现目标服务并进行调用,这样就形成了服务注册与发现的整个流程。Eureka的配置参数数量很多,多达上百个,博主会在另外的文章里详细说明。

微服务部署

微服务是一系列职责单一、细粒度的服务,是将我们的业务进行拆分为独立的服务单元,伸缩性好,耦合度低,不同的微服务可以用不同的语言开发,每一个服务处理的单一的业务。微服务可以划分为前端服务(也叫边缘服务)和后端服务(也叫中间服务),前端服务是对后端服务做必要的聚合和剪裁后暴露给外部不同的设备(PC、Phone等),所有的服务启动时都会到Eureka服务器进行注册,服务之间会有错综复杂的依赖关系。当网关服务转发外部请求调用前端服务时,通过查询服务注册表就可以发现目标服务进行调用,前端服务调用后端服务时也是同样的道理,一次请求可能涉及到多个服务之间的相互调用。由于每个微服务都是以集群的形式部署,服务之间相互调用的时候需要做负载均衡,因此每个服务中都有一个LB组件用来实现负载均衡。

微服务以镜像的形式,运行在Docker容器中。Docker容器技术让我们的服务部署变得简单、高效。传统的部署方式,需要在每台服务器上安装运行环境,如果我们的服务器数量庞大,在每台服务器上安装运行环境将是一项无比繁重的工作,一旦运行环境发生改变,就不得不重新安装,这简直是灾难性的。而使用Docker容器技术,我们只需要将所需的基础镜像(jdk等)和微服务生成一个新的镜像,将这个最终的镜像部署在Docker容器中运行,这种方式简单、高效,能够快速部署服务。每个Docker容器中可以运行多个微服务,Docker容器以集群的方式部署,使用Docker Swarm对这些容器进行管理。我们创建一个镜像仓库用来存放所有的基础镜像以及生成的最终交付镜像,在镜像仓库中对所有镜像进行管理。

服务容错

微服务之间存在错综复杂的依赖关系,一次请求可能会依赖多个后端服务,在实际生产中这些服务可能会产生故障或者延迟,在一个高流量的系统中,一旦某个服务产生延迟,可能会在短时间内耗尽系统资源,将整个系统拖垮,因此一个服务如果不能对其故障进行隔离和容错,这本身就是灾难性的。我们的微服务架构中使用了Hystrix组件来进行容错处理。Hystrix是Netflix的一款开源组件,它通过熔断模式、隔离模式、回退(fallback)和限流等机制对服务进行弹性容错保护,保证系统的稳定性。

1、熔断模式:熔断模式原理类似于电路熔断器,当电路发生短路时,熔断器熔断,保护电路避免遭受灾难性损失。当服务异常或者大量延时,满足熔断条件时服务调用方会主动启动熔断,执行fallback逻辑直接返回,不会继续调用服务进一步拖垮系统。熔断器默认配置服务调用错误率阀值为50%,超过阀值将自动启动熔断模式。服务隔离一段时间以后,熔断器会进入半熔断状态,即允许少量请求进行尝试,如果仍然调用失败,则回到熔断状态,如果调用成功,则关闭熔断模式。

2、隔离模式:Hystrix默认采用线程隔离,不同的服务使用不同的线程池,彼此之间不受影响,当一个服务出现故障耗尽它的线程池资源,其他的服务正常运行不受影响,达到隔离的效果。例如我们通过andThreadPoolKey配置某个服务使用命名为TestThreadPool的线程池,实现与其他命名的线程池隔离。

3、回退(fallback):fallback机制其实是一种服务故障时的容错方式,原理类似Java中的异常处理。只需要继承HystixCommand并重写getFallBack()方法,在此方法中编写处理逻辑,比如可以直接抛异常(快速失败),可以返回空值或缺省值,也可以返回备份数据等。当服务调用出现异常时,会转向执行getFallBack()。有以下几种情况会触发fallback:

1)程序抛出非HystrixBadRequestExcepption异常,当抛出HystrixBadRequestExcepption异常时,调用程序可以捕获异常,没有触发fallback,当抛出其他异常时,会触发fallback;

2)程序运行超时;

3)熔断启动;

4)线程池已满。

4、限流: 限流是指对服务的并发访问量进行限制,设置单位时间内的并发数,超出限制的请求拒绝并fallback,防止后台服务被冲垮。

Hystix使用命令模式HystrixCommand包装依赖调用逻辑,这样相关的调用就自动处于Hystrix的弹性容错保护之下。调用程序需要继承HystrixCommand并将调用逻辑写在run()中,使用execute()(同步阻塞)或queue()(异步非阻塞)来触发执行run()。

动态配置中心

微服务有很多依赖配置,某些配置参数在服务运行期间可能还要动态修改,比如:根据访问流量动态调整熔断阀值。传统的实现信息配置的方法,比如放在xml、yml等配置文件中,和应用一起打包,每次修改都要重新提交代码、打包构建、生成新的镜像、重新启动服务,效率太低,这样显然是不合理的,因此我们需要搭建一个动态配置中心服务支持微服务动态配置。我们使用Spring Cloud的configserver服务帮我们实现动态配置中心的搭建。我们开发的微服务代码都存放在git服务器私有仓库里面,所有需要动态配置的配置文件存放在git服务器下的configserver(配置中心,也是一个微服务)服务中,部署到Docker容器中的微服务从git服务器动态读取配置文件的信息。当本地git仓库修改代码后push到git服务器仓库,git服务端hooks(post-receive,在服务端完成代码更新后会自动调用)自动检测是否有配置文件更新,如果有,git服务端通过消息队列给配置中心(configserver,一个部署在容器中的微服务)发消息,通知配置中心刷新对应的配置文件。这样微服务就能获取到最新的配置文件信息,实现动态配置。

以上这些框架或组件是支撑实施微服务架构的核心,在实际生产中,我们还会用到很多其他的组件,比如日志服务组件、消息服务组件等等,根据业务需要自行选择使用。在我们的微服务架构实施案例中,参考使用了很多Spring Cloud Netflix框架的开源组件,主要包括Zuul(服务网关)、Eureka(服务注册与发现)、Hystrix(服务容错)、Ribbon(客户端负载均衡)等。这些优秀的开源组件,为我们实施微服务架构提供了捷径。

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Zuul2.0实现微服务网关

原文在github,有些相对路径连接不能跳转,如想看原文 项目地址 spingboot2.1.3加springcloud G版本 ,如果觉的不错给个star 谢谢!

路由是微服务架构不可或缺的一部分。例如,/可以映射到您的Web应用程序,/api/users映射到用户服务并/api/shop映射到商店服务。 Zuul是Netflix的基于JVM的路由器和服务器端负载均衡器。

启动项目 spring-cloud-zuul

访问 http://localhost:8006/eureka-client-a/hello/zwd ,可以从服务a控制台看到调用成功。
访问 http://localhost:8006/eureka-client-b/hello/zwd ,可以从服务b控制台看到调用成功。

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」Zuul的必要性

传统开发方式,所有的服务都是本地的,UI可以直接调用,现在功能拆分成独立的服务,跑在独立的虚拟机上的java进程微服务网关只有负载均衡吗了。客户端如何访问他呢?

后台有N个服务,前台就需要记住管理N个服务,一个服务下线/更新/升级,前台就要重新部署,这明显不符合我们拆分的理念。微服务在系统内部通常无状态,用户登录信息和权限管理最后有个统一的地方维护管理(OAuth)。

不同的微服务有不同的网络地址,而外部的客户端可能要调用多个服务的接口才能完成一个业务需求。比如一个电影购票可能调用用户微服务,电影微服务等,如果客户端直接和微服务通信,会存在如下常见问题微服务网关只有负载均衡吗

以上问题可以借助微服务网关API Gateway来解决,微服务网关介于客户端和服务器端之间,所有的外部请求都会先经过微服务网关:

这样客户端只需和网关交互,无需直接调用特定微服务的接口,方便监控,易于认证,减少客户端和各微服务间的交互。

Zuul

Zuul作用:

过滤器类型:

除了默认的过滤器类型,Zuul还允许创建自定义的过滤器类型。

Zuul高可用

通过将多个zuul节点注册到Eureka Server实现高可用。存在以下两种情况:

Zuul客户端注册到了Eureka Server

Zuul客户端自动从Eureka Server查询Zuul Server列表,并用Ribbon负载均衡请求Zuul集群。

未注册到Eureka Server

微服务可能被其他微服务调用,也可能直接被终端app调用,这种情况,我们需要借助额外的负载均衡器来实现Zuul的高可用,比如Nginx等。

Zuul聚合微服务

许多场景下,一个外部请求,可能要查询后端多个微服务。比如一个电影售票系统,在购票订单页上,需要查电影微服务,还有用户微服务,如果让系统直接请求各个微服务,就算使用Zuul转发,网络开销、流量耗费、时长都不是很好,这时我们就可以使用Zuul聚合微服务请求,即应用系统值发送一个请求给Zuul,由Zuul请求用户微服务和电影微服务,并把数据返给应用系统。

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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微服务网关只有负载均衡吗的看门神微服务网关只有负载均衡吗,相比具体实现业务的系统服务来说它是一个边缘服务微服务网关只有负载均衡吗,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 主要内容如下微服务网关只有负载均衡吗

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。 关于微服务网关只有负载均衡吗和微服务网关对比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。 微服务网关只有负载均衡吗的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于微服务网关对比、微服务网关只有负载均衡吗的信息别忘了在本站进行查找喔。

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