APISIX+Dubbo+Nacos 最佳实践

作者：杨翊

项目简介

Apache APISIX

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Apache APISIX 是 Apache 软件基金会下的云原生 API 网关，它具有多平台支持、精细化路由、运维友好和插件支持的优点特点。

  1. 多平台支持：APISIX 提供了多平台解决方案，它不但支持裸机运行，也支持在 Kubernetes 中使用，还支持与 AWS Lambda、Azure Function、Lua 函数和 Apache OpenWhisk 等云服务集成。

  2. 精细化路由：APISIX 支持使用 NGINX 内置变量做为路由的匹配条件，用户可以自定义匹配函数来过滤请求，匹配路由。

  3. 运维友好：

  • 全动态能力：APISIX 支持热加载，这意味着用户不需要重启服务就可以更新 APISIX 的配置。请访问为什么 [Apache APISIX 选择 Nginx + Lua 这个技术栈]以了解实现原理。

https://apisix.apache.org/zh/blog/2021/08/25/why-apache-apisix-chose-nginx-and-lua/

  • 生态友好：APISIX 支持与以下工具和平台集成：HashiCorp Vault、Zipkin、Apache SkyWalking、Consul、Nacos、Eureka。通过 APISIX Dashboard，运维人员可以通过友好且直观的 UI 配置 APISIX。
  1. 多语言插件支持：APISIX 支持多种开发语言进行插件开发，开发人员可以选择擅长语言的 SDK 开发自定义插件。APISIX 于 2022 年 1 月 适配 Nacos 作为其注册中心用于发现后端服务，几乎同时 APISIX 支持 Dubbo 协议代理，即支持 HTTP 协议转 Dubbo 协议，以实现对 Dubbo 服务的直接调用。

Apache Dubbo

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Apache Dubbo 是一款 RPC 服务开发框架，用于解决微服务架构下的服务治理与通信问题，官方提供了 Java、Golang 等多语言 SDK 实现。比如 Dubbo-go 社区就是最新比较活跃的一个新社区。

Dubbo 具备了开箱即用、大规模部署、高度可扩展的优点，同时也具有一定的微服务治理的能力。

  1. 开箱即用：
  • 易用性高，如 Java 版本的面向接口代理特性能实现本地透明调用。
  • 功能丰富，基于原生库或轻量扩展即可实现绝大多数的微服务治理能力。

  1. 面向超大规模微服务集群设计：极致性能，高性能的 RPC 通信协议设计与实现，横向可扩展，轻松支持百万规模集群实例的地址发现与流量治理。

  2. 高度可扩展：

  • 调用过程中对流量及协议的拦截扩展，如 Filter、Router、LB 等。
  • 微服务治理组件扩展，如 Registry、Config Center、Metadata Center 等。
  1. 微服务治理：Dubbo 有一些默认的路由等能力，同时也提供了 dubbo-admin 这样的微服务治理控制台，提供给用户简单的微服务治理功能。

Dubbo 早期版本就将 Nacos 作为注册配置中心使用，两者紧密结合使用已成为用户的共识。

Alibaba Nacos

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Alibaba Nacos 是 Dynamic Naming and Configuration Service 的首字母缩写，目标是构建一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台，具有 简单易用，特性丰富，超高性能，超大容量，高可用的优势，Nacos 生态支持所有主流编程语言、RPC 框架和网关，包括 Dubbo 和 APISIX。

Nacos 从 2018 年开源以来经历了 3 个大的版本，从 0.X 的初露端倪，到 1.X 的生产可用；而随着 Nacos 开源社区的发展已经用户的增多，和用户规模的逐渐增大，社区发现 Nacos 1.0 基于 HTTP 的架构开始暴露一些性能问题，于是新增了 gRPC 作为更高效的通信方式，同时对内核架构做了大量重构和更新，将性能和扩展性提升了 10 倍。同时 Nacos 2.0 也在积极进行插件化改造，让 Nacos 的架构更加易于拓展和更新，变得更加易用和更加能够适应不同用户的不同需求。我们首先推荐大家使用 2.X 版本来进行使用。

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Nacos 2.X 架构层次如上图，它相比 Nacos 1.X 的最主要变化是：

  1. 客户端和服务端之间绿色部分的通信层和连接层，增加了 gRPC 长链接协议，同时也将会补充客户端和服务端之间的流量控制和负载均衡。

  2. 将增加一些可拓展的接口，实现一些插件，比如将来会实现的的配置加解密，多数据源支持；还有将目前的鉴权抽象成插件实现；还有现在的 MCP 和 XDS 协议的支持。

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关于 Nacos 的生态环境，能支持目前绝大多数开源微服务生态产品；比如 RPC 框架，即支持阿里自身的 Dubbo，Sofastack， 也支持像头条的 kitex，社区火爆的gRPC 等；在网关方面，有 Spring Cloud体系的 SC gateway， zuul，也有阿里自身的 tegine，还有 Mesh火爆的 Envoy，当然还是有今天分享主题内容的 APISIX；另外在应用框架层面， Nacos 也能支持 spring 体系，包括 boot， cloud，同时也有社区很火爆的 Dapr 的适配；高可用框架方面， 分布式事务 seata 和熔断限流的 sentinel 也都在使用 Nacos 做配置管理和服务发现；最后在 Mesh 探索方面， Nacos 可以通过 mcp 协议，与 istio 互通，帮助 istio 发现服务，也支持 coreDNS 和 confd，融入 K8s 体系。

Nacos 社区也还会不停的扩大相关的生态图谱，打造一个互联互通的 Nacos 微服务生态。

最佳实践

开始介绍最佳实践之前，请大家可以现象一下， 如果想要将让用户的入口南北向流量通过网关转发到 Dubbo 进行一系列微服务的调用，需要如何部署我们的架构？

Dubbo 本身可以用 Nacos 做服务发现，进行服务调用；只要简单让网关从 Nacos 中获取到 Dubbo 的服务列表，然后按照 url 转发是不是就就行？

其实不是的，在实践中，通常会遇到下面 2 个主要问题：

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首先，除去少量自研的网关，大多数网关暴露出来的服务，通常都是 HTTP 或者 HTTPS 协议的，而 Dubbo 服务通常使用 Dubbo 协议来进行通信的。这就有一个协议转换的问题；而大多数网关并不具备，HTTP 协议和 Dubbo 协议互相转换的能力。

其次，网关需要从注册中心中获取 Dubbo 的服务列表和对应的 provider 列表；但很多网关甚至都不具备动态获取后端 RS 的能力，更别说从注册中心中获取了。

一般解决方案

解决上述问题的一般解决方案，通常是在网关和 Dubbo 服务之间，添加一层适配层，或者叫胶水层，暴露 HTTP 的接口，将信息转换成 Dubbo 协议，然后在调用实际的 Dubbo 服务。

同时还需要针对网关，开发对应的网关插件，以支持网关从 Nacos 中动态获取和刷新配置服务地址的能力。如果网关并不支持插件能力，还需要对其源码进行改动。

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一般解决方案虽然能够解决前面提到的两个问题，但是其也会引入一些其他的问题：

  1. 适配层会导致调用的服务多了一次流量转发，RT 和稳定性都会受到影响，比如适配服务性能不足了，响应慢了，或者适配服务挂了的情况。同时适配层服务可能需要额外部署在一批服务器上，可能导致更高的成本。

  2. 网关和适配服务，适配服务和底层服务之间也需要通过注册中心来进行注册和发现，多一层服务，可能会导致 Nacos 的订阅量翻倍，也可能需要提升 Nacos 的集群规格，导致一部分提高的成本。

  3. 针对网关的额外插件开发或源码改动，可能需要投入一定人力进行高难度开发，毕竟大多数网关的开发语言都是 C/C++/Lua 等，后续还需要投入人员维护。

综上所述，一般的解决方案，不仅需要投入人力进行额外的高难度开发，还对稳定性，响应速度，成本有一定的影响。

APISIX+Dubbo+Nacos 最佳实践

使用 APISIX+Dubbo+Nacos，则可以完美符合我们对这个实践的最初构想，即网关直接调用 Dubbo 服务，且直接从注册中心中获取服务地址自动更新路由。用户不需要额外考虑中间的转换以及服务发现的问题，只需要专注于开发自己的 Dubbo 业务即可。

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由于 APISIX 原生支持 HTTP 和 Dubbo 协议的转换，不需要适配层来帮忙，实现最简单的直接调用 Dubbo 服务。同时由于 APISIX 原生支持将 Nacos 作为 upstream（也就是后端服务的）注册中心来源，支持动态刷新 RS 列表。

笔者编写了一个简单的工程 Demo 来模拟最佳实践的使用结果。

https://github.com/KomachiSion/APISIX-Dubbo-Nacos

整个实践过程，仅需要 4 个步骤：

  1. Clone 工程 Demo 到本地环境；

  2. 执行 docker-compose 命令，自动部署 APISIX 以及 Nacos；

  3. 启动 Dubbo 样例，可在 Nacos 上查看到注册的服务；

  4. 调用 APISIX 的 openAPI， 创建流量的 Dubbo 路由规则；

自此，APISIX+Dubbo+Nacos 的组合使用就已经全部完成，通过 Demo 中的样例 uri 尝试进行调用。

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计划与展望

虽然使用 APISIX+Dubbo+Nacos，能够解决这个实践中最主要的两个问题。但是它在使用中仍然还有需要进步的地方。社区中会在后续的计划和展望中继续优化。

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路由规则自动生成

在刚才的 Demo 工程中，创建路由规则的动作是手动通过 OpenAPI 进行创建的，如果需要路由的规则众多，势必对运维人员有较高的要求；同时维护这些 uri 和后端服务的映射关系，也是一个比较麻烦的事情。

后续社区间是否能进一步的合作，Dubbo 的元数据实际上都存放在 Nacos 中，而 APISIX 是否能通过读取这部分信息，按照一定的规则自动生成这份路由规则，免去用户自行创建和维护路由规则的可能。

Mesh 探索

当前 Service Mesh 是开源社区中一个很热门的方向，3 个社区也都在积极进行 Mesh 化的探索；例如 Nacos 就在 3.0 中规划将 Mesh 化作为主要的演进方向，直接支持 XDS 协议；Dubbo 3 也在进行 Mesh 化改造，同时也支持 XDS 协议；而 APISIX 已经支持作为 Ingress Controller 来使用；将来 3 个社区产品获取能通过 Mesh 的方式，更加紧密的结合使用，提供更多更丰富的功能。

作者介绍：

杨翊，Alibaba Nacos PMC、Apahce ShardingSphere PMC

posted @ 2023-01-11 00:04  阿里巴巴中间件  阅读(372)  评论(0)  编辑  收藏  举报