微服务网关是否必须(微服务统一网关)

网友投稿 413 2023-01-12


本篇文章给大家谈谈微服务网关是否必须,以及微服务统一网关对应的知识点,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是否必须的知识,其中也会对微服务统一网关进行解释,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:

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 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

微服务下没有服务网关前端如何调用后端服务

在微服务改造过程中,往往微服务网关是否必须我们会遇到这样的情况,在开发环境中没有服务网关,前端需要连接多个独立服务(独立服务的意思是服务不是同一个ip+端口所提供的)。在开发时,我们可以直接写死服务地址,来实现对后端服务的调用。但是,如若到生产环境,亦或是临时将开发成果暴露至公网,这个方法显然不行。那有没有办法零时顶替一下呢?

1.前端调用的后端服务地址抹去ip+端口(将写死的地址去掉)
2.加上易辨别的前缀,用于Nginx转发是匹配的url路径
3.在nginx配置文件中添加该url路径的代理地址
例如作者配置的图片浏览服务的nginx代理微服务网关是否必须

微服务之网关聚合模式

使用网关可以将多个单独的请求聚合到一个请求中。当客户端必须对多个不同的后端系统进行多次调用操作时,此模式很有用。

有时候执行单个任务时,客户端可能必须对不同的各个后端服务进行多次调用。因为他们依赖于多个服务,那么客户端必须调用不同的服务接口以完成这次请求,这样就会导致请求过多而浪费很多的资源。当任何新功能或服务添加到应用程序时,从而会进一步增加资源需求和网络调用。客户端和后端之间的这种混乱调用可能会对应用程序的性能和规模产生负面影响。微服务架构使这个问题变得更加普遍,因为围绕许多小型服务构建的应用程序自然会有更多的跨服务调用。

在下图中,客户端向每个服务发送请求(1,2,3)。每个服务处理请求并将响应发送回应用程序(4,5,6)。通常具有高延迟的蜂窝网络上,以这种方式使用单独的请求是低效的并且可能导致连接中断或请求不完整。虽然每个请求可以并行完成,但应用程序必须为每个请求发送,等待和处理数据,所有这些都在不同的连接上,从而增加了失败的可能性。

使用网关来减少客户端和服务之间的干扰。网关接收客户端请求,将请求分派给各种后端系统,然后聚合结果并将它们发送回请求客户端。
这种模式可以有效减少应用程序对后端服务的调用请求数,而且在高延迟网络上的应用程序的性能有大的提升。

在下图中,应用程序向网关发送请求(1)。该请求包含一组附加请求。网关分解这些请求并通过将每个请求发送到相关服务来处理每个请求(2)。每个服务都返回对网关的响应(3)。网关聚合每个服务的响应并将响应发送到应用程序(4)。应用程序发出单个请求,并且只从网关接收一个响应。

1.网关不应该在后端服务中引入服务耦合
2.网关应该和后端服务位置很近,以尽可能减少延迟。
3.网关服务可能须要做ha。确保网关设计合理,以满足您的应用程序的可用性要求。
4.网关可能是性能瓶颈。确保网关具有足够的性能来处理负载,并且可以扩展以满足您的预期增长。
5.对网关执行负载测试,以确保不会导致服务的级联故障。
6.使用隔板,断路,重试和超时等技术实现弹性设计。
7.如果一个或多个服务调用花费的时间太长,则可以接受超时并返回部分数据集。考虑您的应用程序将如何处理此方案。
8.使用异步I / O来提升程序的吞吐量。
9.通过分布式跟踪对全链路进行监控。
10.监控请求指标和响应大小。
11.考虑将缓存数据作为故障转移策略来处理故障。
12.不要将聚合构建到网关中,而是考虑在网关后面放置聚合服务。请求聚合可能具有与网关中的其他服务不同的资源要求,并且可能影响网关的路由和卸载功能。

1.客户端需要与多个后端服务通信才能完成操作
2.客户端可以使用具有明显延迟的网络,例如蜂窝网络。

1.您希望客户端对单个服务的请求次数(比如获取10个学生的信息,你只有一个单个查询学生信息的接口)。在这种情况下,最好向服务添加批处理操作。
2.客户端或应用程序位于后端服务附近,延迟不是一个重要因素。

以下示例是教你如何使用Lua创建简单的网关聚合NGINX服务。

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"的字样微服务网关是否必须,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分别表示什么呢微服务网关是否必须
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采用微服务网关是否必须了这种命名方式,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

可参考官方文档微服务网关是否必须: 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微服务网关是否必须?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:

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:

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