为啥需要微服务网关（微服务网关的功能有哪些）

本篇文章给大家谈谈为啥需要微服务网关，以及微服务网关的功能有哪些对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享为啥需要微服务网关的知识，其中也会对微服务网关的功能有哪些进行解释，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 六：服务网关
• 2、Spring Cloud——微服务网关介绍
• 3、Spring Cloud
• 4、微服务网关层
• 5、什么是网关，它有什么作用？

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为啥需要微服务网关，最终要以某种方式暴露出去为啥需要微服务网关，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为啥需要微服务网关；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

Spring Cloud——微服务网关介绍

为了解决以上的问题为啥需要微服务网关，API网关应运而生，加入网关后应用架构变为下图所示。

当引入API网关后，在用户端与微服务之间建立了一道屏障，通过API网关对微服务提供了统一的访问入口，所有用户端的请求被API网关拦截，并在此基础上可以实现额外的功能：

OpenResty是一个强大的Web应用服务器，web开发人员可以使用Lua脚本语言调用Nginx支持的各种以C以及Lua模块。

在性能方面，OpenResty可以快速构造出足以胜任10K以上并发连接响应的超高性能Web应用系统。

在国内，360、阿里云、腾讯网、去哪儿、酷狗音乐、新浪等都是OpenResty的深度用户。

但OpenResty是一款独立的产品，与主流的注册中心，存在一定的兼容问题，需要架构师独立实现其服务注册、发现功能。

Zuul是Netflix开源的微服务网关，主要职责是对用户请求进行路由转发与过滤。早期Spring Cloud与Netflix合作，使用Zuul作为微服务架构网关首选产品。

Zuul是基于J2EE Servlet实现路由转发，网络通信采用同步方式。

zuul 是netflix开源的一个API Gateway 服务器，本质上是一个web servlet应用。

Zuul可以通过加载动态过滤机制，从而实现以下各项功能：

Zuul的核心是一系列的filters，其作用可以类比Servlet框架的Filter，或者AOP。工作原理如下图所示：

Zuul可以对Groovy过滤器进行动态的加载，编译，运行。

Zuul2.x设计更为先进，基于Netty 非阻塞和支持长连接， 但是 SpringCloud 目前没有整合。 Zuul2.x 的性能较 Zuul1.x 有较大的提升。

Zuul2.x引入了Netty和RxJava，正如之前的 ZuulFilter 分为了 Pre、Post、Route、Error，Zuul2的Filter分为三种类型：

Spring 自己开发的新一代API网关产品，基于NIO异步处理，摒弃了Zuul基于Servlet同步通信的设计。

Spring Cloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Netflix Zuul，其不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。

关键特征：

在性能方面，根据官方提供的基准测试， Spring Cloud Gateway 的 RPS（每秒请求数）是Zuul 的 1.6 倍。

Spring Cloud Gateway十分优秀，Spring Cloud Alibaba也默认选用该组件作为网关产品。

客户端向 Spring Cloud Gateway 发出请求。如果 Gateway Handler Mapping 中找到与请求相匹配的路由，将其发送到 Gateway Web Handler。Handler 再通过指定的过滤器链来将请求发送到为啥需要微服务网关我们实际的服务执行业务逻辑，然后返回。 过滤器之间用虚线分开是因为过滤器可能会在发送代理请求之前（“pre”）或之后（“post”）执行业务逻辑。

Spring Cloud Gateway 的特征：

参考：
http://www.ityouknow.com/springcloud/2018/12/12/spring-cloud-gateway-start.html

http://www.likecs.com/show-50293.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/299608850?utm_source=wechat_session

https://juejin.cn/post/6844903965352525838

https://blog.csdn.net/weixin_38361347/article/details/114108368

http://www.zyiz.net/tech/detail-98256.html

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：

微服务网关层

API网关是所有客户端的统一入口。路由服务可以被用于很多目的，例如日志、限流、认证，从而做到应用无感知。API网关对于任意一种处理请求有两种方式处理。一部分请求只要简单路由到相应的服务；还有一些请求需要拆分到多个服务。API Gateway是实现微服务重要的组件之一，常用的网关Zuul, Nginx, Spring Cloud, Linkerd，Envoy，UnderTow。

为了评估API网关各自的性能，我们使用Apache的ab作为压测工具。（另外还可以用Gatling做性能测试）

测试结果和心得如下：

什么是网关，它有什么作用？

网关是将两个使用不同传输协议的网络段连接在一起的设备，网关一般用作网络的入口和出口点，因为所有数据必须在路由之前通过或与网关通信。在大多数基于IP的网络中，唯一不通过至少一个网关的流量是在同一局域网（LAN）段上的节点之间流动的流量。

在个人或企业场景中使用网关的主要优点是将互联网连接简化为一个设备。在企业中，网关节点还可以充当代理服务器和防火墙。

网关如何工作

所有网络都有一个边界，限制与直接连接到它的设备的通信。因此，如果网络想要与该边界之外的设备，节点或网络通信，则它们需要网关的功能。网关通常被表征为路由器和调制解调器的组合。

网关在网络边缘实现，并管理从该网络内部或外部定向的所有数据。当一个网络想要与另一个网络通信时，数据包将传递到网关，然后通过最有效的路径路由到目的地。除路由数据外，网关还将存储有关主机网络内部路径的信息以及遇到的任何其他网络的路径。

网关基本上是协议转换器，促进两个协议之间的兼容性，并在开放系统互连（OSI）模型的任何层上操作。

网关的一个用途是在物联网环境和云之间创建通信链路。

网关类型

网关可以采用多种形式并执行各种任务。这方面的例子包括：

Web应用程序防火墙： 此类型过滤来自Web服务器的流量并查看应用程序层数据。

云存储网关：此类型使用各种云存储服务API调用转换存储请求。它允许组织将存储从私有云集成到应用程序中，而无需迁移到公共云。

API、OA或 XML 网关： 此类型管理流入和流出服务，面向微服务的体系结构或基于XML的Web服务的流量。

物联网网关： 此类型聚合来自物联网环境中设备的传感器数据，在传感器协议之间进行转换，并在向前发送之前处理传感器数据。

媒体网关 ： 此类型将数据从一种网络所需的格式转换为另一种网络所需的格式。

电子邮件安全网关：此类型可防止传输违反公司政策或将以恶意目的传输信息的电子邮件。

VoIP中继网关 ：这种类型便于使用普通老式电话服务设备，如固定电话和传真机，以及IP语音（VoIP）网络。

此外，服务提供商可以开发网关，供客户使用。

网关和路由器的相似之处在于它们都可用于调节两个或多个独立网络之间的流量。但是，路由器用于连接两个相似类型的网络，网关用于连接两个不同的网络。由于这种逻辑，路由器可能被视为网关，但网关并不总是被视为路由器。路由器是最常用的网关，用于将家庭或企业网络连接到互联网。

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