.net core Ocelot Consul 实现API网关服务注册服务发现负载均衡

大神张善友分享过一篇《.NET Core 在腾讯财付通的企业级应用开发实践》里面就是用.net core 和 Ocelot搭建的可扩展的高性能Api网关。

Ocelot(http://ocelot.readthedocs.io)是一个用.NET Core实现并且开源的API网关，它功能强大，包括了：路由、负载均衡、请求聚合、认证、鉴权、限流熔断等，这些功能只都只需要简单的配置即可完成。

Consul(https://www.consul.io)是一个分布式，高可用、支持多数据中心的服务注册、发现、健康检查和配置共享的服务软件,由 HashiCorp 公司用 Go 语言开发。

Ocelot天生集成对Consul支持，在OcelotGateway项目中Ocelot.json配置就可以开启ocelot+consul的组合使用，实现服务注册、服务发现、健康检查、负载均衡。

软件版本

Asp.net Core:2.0

Ocelot:7.1.0-unstable0011(开发时最新)

Consul:1.1.0(开发时最新)

本文分开两部分：1、基于Ocelot搭建Api网关；2、Ocelot+Consul 实现下游服务的服务注册、服务发现、健康检查、负载均衡。

项目结构

Snai.Ocelot 网关：

Snai.ApiGateway Asp.net Core 2.0 Api网关

Snai.ApiServiceA Asp.net Core 2.0 Api下游服务A

Snai.ApiServiceB Asp.net Core 2.0 Api下游服务B

ApiServiceA和ApiServiceB其实是一样的，用于负载，为了测试方便，我建了两个项目

Consul：

conf 配置目录

data 缓存数据目录，可清空里面内容

dist Consul UI目录

consul.exe 注册软件

startup.bat 执行脚本

项目实现

一、基于Ocelot搭建Api网关

新建Snai.Ocelot解决方案

1、搭建Api网关

新建 Snai.ApiGateway 基于Asp.net Core 2.0空网站，在依赖项右击管理NuGet程序包浏览找到 Ocelot 版本7.1.0-unstable0011安装

1.1、在项目根目录下新建一个 Ocelot.json 文件，打开 Ocelot.json 文件，配置Ocelot参数，Ocelot.json 代码如下

{
  "ReRoutes": [
    {
      "UpstreamPathTemplate": "/apiservice/{controller}",
      "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
      "DownstreamPathTemplate": "/apiservice/{controller}",
      "DownstreamScheme": "http",
      "DownstreamHostAndPorts": [
        {
          "host": "localhost",
          "port": 5011
        },
        {
          "host": "localhost",
          "port": 5012
        }
      ],
      "LoadBalancerOptions": {
        "Type": "LeastConnection"
      }
    }
  ],

  "GlobalConfiguration": {
    "BaseUrl": "http://localhost:5000"
  }
}

如果有多个下游服务，把ReRoutes下 {...} 复制多份，最终如： "ReRoutes":[{...},{...}]

Ocelot参数说明如下，详情查看官网（http://ocelot.readthedocs.io）

ReRoutes 路由配置

UpstreamPathTemplate 请求路径模板
UpstreamHttpMethod 请求方法数组
DownstreamPathTemplate 下游请求地址模板
DownstreamScheme 请求协议，目前应该是支持http和https
DownstreamHostAndPorts 下游地址和端口
LoadBalancerOptions 负载均衡 RoundRobin(轮询)/LeastConnection(最少连接数)/CookieStickySessions(相同的Sessions或Cookie发往同一个地址)/NoLoadBalancer(不使用负载)

DownstreamHostAndPorts配了两个localhost 5011和localhost 5012用于负载均衡，负载均衡已经可以了，但没有健康检查，当其中一个挂了，负载可能还是会访问这样就会报错，所以我们要加入Consul，我们稍后再讲。

请求聚合，认证，限流，熔错告警等查看官方配置说明

GlobalConfiguration 全局配置
BaseUrl 告诉别人网关对外暴露的域名

1.2、修改 Program.cs 代码，读取Ocelot.json配置，修改网关地址为 http://localhost:5000

代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.Logging;

namespace Snai.ApiGateway
{
    public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            BuildWebHost(args).Run();
        }

        public static IWebHost BuildWebHost(string[] args) =>
            WebHost.CreateDefaultBuilder(args)
                .ConfigureAppConfiguration((context, builder) => {
                    builder.SetBasePath(context.HostingEnvironment.ContentRootPath)
                    .AddJsonFile("Ocelot.json");
                })
                .UseUrls("http://localhost:5000")
                .UseStartup<Startup>()
                .Build();
    }
}

1.3、修改Startup.cs代码，注入Ocelot到容器，并使用Ocelot

代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Ocelot.DependencyInjection;
using Ocelot.Middleware;

namespace Snai.ApiGateway
{
    public class Startup
    {
        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        // For more information on how to configure your application, visit https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=398940
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddOcelot();
        }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
        {
            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }

            app.UseOcelot().Wait();
        }
    }
}

最终项目结构如下：

2、搭建服务Snai.ApiServiceA，Snai.ApiServiceB

新建 Snai.ApiServiceA 基于Asp.net Core 2.0 Api网站

2.1、修改Controllers/ValuesController.cs代码

修改路由为Ocelot 配置的下游地址 apiservice/[controller]，注入appsettings.json配置实体，修改Get方法为返回读取配置内容，其他方法可以删除

代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;

namespace Snai.ApiServiceA.Controllers
{
    [Route("apiservice/[controller]")]
    public class ValuesController : Controller
    {
        public IConfiguration Configuration { get; }

        public ValuesController(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        // GET api/values
        [HttpGet]
        public string Get()
        {
            return HttpContext.Request.Host.Port + " " + Configuration["AppName"] + " " + DateTime.Now.ToString();
        }
    }
}

2.2、修改appsettings.json配置，加入 "AppName": "ServiceA"

{
  "Logging": {
    "IncludeScopes": false,
    "Debug": {
      "LogLevel": {
        "Default": "Warning"
      }
    },
    "Console": {
      "LogLevel": {
        "Default": "Warning"
      }
    }
  },
  "AppName": "ServiceA"
}

2.3、修改Program.cs代码，修改该服务地址为 http://localhost:5011

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.Logging;

namespace Snai.ApiServiceA
{
    public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            BuildWebHost(args).Run();
        }

        public static IWebHost BuildWebHost(string[] args) =>
            WebHost.CreateDefaultBuilder(args)
                .UseUrls("http://localhost:5011")
                .UseStartup<Startup>()
                .Build();
    }
}

2.4、新建 Snai.ApiServiceB 基于Asp.net Core 2.0 Api网站，几乎与Snai.ApiServiceA一样，除了 "AppName": "ServiceB"，.UseUrls("http://localhost:5012")

到此基于Ocelot Api网关搭建完成

3、启动运行 Snai.ApiServiceA，Snai.ApiServiceB，Snai.ApiGateway项目，在浏览器打开 http://localhost:5000/apiservice/values 地址

刷新页面负载得到ServiceA，ServiceB返回内容。

Ocelot已内置负载均衡，但没有健康检查，不能踢除坏掉的服务，所以加入Consul，Consul提供服务注册发现、健康检查，配合Ocelot负载就能发现坏掉的服务，只负载到正常的服务上，下面介绍加入Consul。

二、在Ocelot网关加入Consul，实现服务注册发现、健康检查

1、启动Consul，开启服务注册、服务发现

首先下载Consul：https://www.consul.io/downloads.html，本项目是windows下进行测试，得到consul.exe

再下载Consul配置文件和Consul UI(配置文件适合本例Demo的，可根据具体项目修改调整)：https://github.com/Liu-Alan/Ocelot-Consul/tree/master/Consul

conf:配置文件目录

data:缓存数据目录，可清空里面内容

dist:Consul UI，用于浏览器查看注册的服务情况；如果用Consul默认自带UI，该目录可以删除，Consul 启动脚本 -ui-dir ./dist 改为 -ui

Consul支持配置文件和Api两种方式服务注册、服务发现，下面主要讲解配置文件方式

Consul 配置文件service.json配置如下：

{
  "encrypt": "7TnJPB4lKtjEcCWWjN6jSA==",
  "services": [
    {
      "id": "ApiServiceA",
      "name": "ApiService",
      "tags": [ "ApiServiceA" ],
      "address": "localhost",
      "port": 5011,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceA_Check",
          "name": "ApiServiceA_Check",
          "http": "http://localhost:5011/health",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    },
    {
      "id": "ApiServiceB",
      "name": "ApiService",
      "tags": [ "ApiServiceB" ],
      "address": "localhost",
      "port": 5012,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceB_Check",
          "name": "ApiServiceB_Check",
          "http": "http://localhost:5012/health",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    }
  ]
}

两个服务ApiServiceA和ApiServiceB，跟着两个健康检查ApiServiceA_Check和ApiServiceB_Check

由于ApiServiceA和ApiServiceB做负载均衡，现在 "name": "ApiService" 配置一样

修改Snai.ApiServiceA、Snai.ApiServiceB项目加入health 健康检查地址

打开ValuesController.cs 加入 health

代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;

namespace Snai.ApiServiceA.Controllers
{
    [Route("apiservice/[controller]")]
    public class ValuesController : Controller
    {
        public IConfiguration Configuration { get; }

        public ValuesController(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        // GET api/values
        [HttpGet]
        public string Get()
        {
            return HttpContext.Request.Host.Port + " " + Configuration["AppName"] + " " + DateTime.Now.ToString();
        }

        [HttpGet("/health")]
        public IActionResult Heathle()
        {
            return Ok();
        }
    }
}

重新生成运行项目Snai.ApiServiceA、Snai.ApiServiceB

清除Consul/data 内容，新建startup.bat文件，输入下面代码，双击启动Consul，本项目测试时一台机器，所以把本机IP 改成 127.0.0.1

consul agent -server -datacenter=dc1 -bootstrap -data-dir ./data -config-file ./conf -ui-dir ./dist -node=n1 -bind 本机IP -client=0.0.0.0

再在Consul目录下启动另一个cmd命令行窗口，输入命令：consul operator raft list-peers 查看状态查看状态，结果如下：

打开Consul UI：http://localhost:8500 查看服务情况，可以看到ApiServiceA、ApiServiceB 服务，且健康检查都是正常的。

由于ApiServiceA、ApiServiceB是在一台机器上两个服务做负载所以在一个Consul里配置了两个name一样的服务。

如果用两个机器做ApiServiceA负载，本机IP是192.168.0.5，另一台IP是192.168.0.6上，以本机上主Consul

本机 0.5 Consul配置如下：

{
  "encrypt": "7TnJPB4lKtjEcCWWjN6jSA==",
  "services": [
    {
      "id": "ApiServiceA",
      "name": "ApiService",
      "tags": [ "ApiServiceA" ],
      "address": "192.168.0.5",
      "port": 5011,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceA_Check",
          "name": "ApiServiceA_Check",
          "http": "http://192.168.0.5:5011/health",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    }
  ]
}

把ApiServiceA和Consul拷到另一个0.6机器，修改Consul配置文件

{
  "encrypt": "7TnJPB4lKtjEcCWWjN6jSA==",
  "services": [
    {
      "id": "ApiServiceA",
      "name": "ApiService",
      "tags": [ "ApiServiceA" ],
      "address": "192.168.0.6",
      "port": 5011,
      "checks": [
        {
          "id": "ApiServiceA_Check",
          "name": "ApiServiceA_Check",
          "http": "http://192.168.0.6:5011/health",
          "interval": "10s",
          "tls_skip_verify": false,
          "method": "GET",
          "timeout": "1s"
        }
      ]
    }
  ]
}