微服务网关协议（微服务网关的主要功能）

本篇文章给大家谈谈微服务网关协议，以及微服务网关的主要功能对应的知识点，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协议的知识，其中也会对微服务网关的主要功能进行解释，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、Spring Cloud——微服务网关介绍
• 2、网关作用 微服务
• 3、微服务 六：服务网关
• 4、开源推荐-C++开发的微服务框架Tars
• 5、为什么微服务需要API网关
• 6、微服务方式实现双重网关

Spring Cloud——微服务网关介绍

为了解决以上的问题，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

网关作用 微服务

在网络层以上实现网络互连
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同层--应用层。

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

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。

为什么微服务需要API网关

1.防止内部关注暴露给外部客户端
API网关将外部公共API与内部微服务API分开，允许添加微服务和更改边界。 其结果是能够在不对外部绑定客户端产生负面影响的情况下重构和适当大小的微服务。 它还通过为您的所有微服务提供单一入口点，对客户端隐藏了服务发现和版本控制详细信息。
2.为您的微服务添加额外的安全层
API网关通过提供一个额外的保护层来防止恶意攻击，例如SQL注入，XML解析器漏洞和拒绝服务（DoS）攻击。
3.支持混合通信协议
虽然面向外部的API通常提供基于HTTP或REST的API，但是内部微服务可以从使用不同的通信协议中受益。 协议可能包括的Protobuf或AMQP ，或者用SOAP，JSON-RPC或XML-RPC系统集成。 API网关可以在这些不同的协议之上提供外部的，统一的基于REST的API，允许团队选择最适合内部架构的API。
4.降低微服务复杂性
如果微服务具有共同的关注点，例如使用API令牌的授权，访问控制实施和速率限制。 每个这些关注可以通过要求每个服务都实现它们，但这为微服务的开发增加更多的时间成本。 API网关将从您的代码中删除这些问题，允许您的微服务关注手头的任务。
5.微服务模拟和虚拟化
通过将微服务API与外部API分离，您可以模拟或虚拟化服务，以验证设计要求或协助集成测试。

微服务方式实现双重网关

最近在做一个多项目整合的工作微服务网关协议，因为每个项目都有自己的一套网关微服务网关协议，每个网关都有自己的加解密算法，整合到一起要求对外提供统一的用户鉴权，而且不对原有系统做大规模的重构，基于这些现实考虑使用两重API网关架构来构建新系统的统一网关体系。

备注：其中的统一网关、业务网关、业务微服务都是微服务的模式注册到微服务中心。

这个网关采用zuul来进行网关过滤及路由，其中过滤规则由各个业务网关以微服务方式提供，通过Feign来调用，这个方式也是区别于传统网关的，也是实现双重网关的关键所在。
这里要遵循的基本原则是：授权/鉴权一体化，即授权策略和鉴权方法都是由各个业务网关自己维护，这样就确保微服务网关协议了功能的封闭性和一致性，在开发和后期维护中都非常的方便高效。

备注：这个类是zuul的主类实现微服务网关协议了过滤/路由，其中的鉴权部分调用了相关的微服务，这些微服务以@Autowired的方式注入进来。
接口定义如下：

路由策略通过配置实现，因为是微服务所以直接指定路由到的微服务id即可，配置文件可以存储到微服务治理中心的配置中心。

备注：其中的user-base、user-org分别是两个业务微服务。

这个网关集群按照业务划分，每个网关实现了授权和鉴权的策略算法，并以微服务的方式提供，其中授权是对相关敏感信息做加密并以token的方式存储到cookie中，鉴权是将存储在客户端的token通过相应的解密算法进行核验和鉴权，确保该token的合法性、有效性，只有有效的token才能够通过鉴权并解析出敏感信息传递到指定的路由服务中。

备注：该网关使用JWT进行敏感数据加密

备注：该网关使用RSA进行敏感数据加密
H5业务网关以微服务方式提供了授权/鉴权服务，其中授权服务直接暴露给客户端，客户端调用后将业务类型app_type和授权token写入cookie，鉴权服务暴露给统一网关，对传递的token进行鉴权，鉴权成功后将token中的加密信息解析出来后返回给统一网关，由统一网关路由到业务微服务并将该参数传递下去。

备注：其中register、login是生成授权token流程，readUserinfo是通过token鉴权后访问业务微服务的流程。 关于微服务网关协议和微服务网关的主要功能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。 微服务网关协议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的主要功能、微服务网关协议的信息别忘了在本站进行查找喔。

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