SpringCloud微服务系列- 分布式能力建设之微服务网关

SpringCloud微服务系列- 分布式能力建设之微服务网关

   概要

    在微服务环境中，网关是微服务集群中必不可少的设施之一。

    微服务中网关的首要职责，就是以统一的地址对外提供服务，将外部访问这个地址的流量，根据适当的规则路由到内部集群中正确的服务节点之上。也正是因为这样，微服务中的网关，也常被称为“服务网关”或者“API 网关”。

    网关 = 路由器（基础职能） + 过滤器（可选职能）

    一、什么是网关

    API网关是一个服务器，是系统的唯一入口。 从面向对象设计的角度看，它与外观模式类似。

    API网关封装了系统内部架构，为每个客户端提供一个定制的API。它可能还具有其它职责，如身份验证、监控、负载均衡、缓存、协议转换、限流熔断、静态响应处理。

    API网关方式的核心要点是，所有的客户端和消费端都通过统一的网关接入微服务，在网关层处理所有的非业务功能。通常，网关也是提供REST/HTTP的访问API。

    二、为什么需要服务网关

    服务网关有以下功能：

  • 性能：API高可用，负载均衡，容错机制。
  • 安全：权限身份认证、脱敏，流量清洗，后端签名（保证全链路可信调用）,黑名单（非法调用的限制）。
  • 日志：日志记录（spainid,traceid）一旦涉及分布式，全链路跟踪必不可少。
  • 缓存：数据缓存。
  • 监控：记录请求响应数据，api耗时分析，性能监控。
  • 限流：流量控制，错峰流控，可以定义多种限流规则。
  • 灰度：线上灰度部署，可以减小风险。
  • 路由：动态路由规则。 

     一个简单的微服务架构大致如下图：

   

   三、服务网关的3个核心概念

    服务网关的核心概念有：路由、断言、过滤

   1. 路由(Route)

   路由是Gateway的一个基本单元。每一个路由都有一个目标服务地址。

   它由一个ID、一个目标URI、一组断言和一组过滤器定义。如果断言为真，则路由匹配。

   当一个请求到达Spring Cloud Gateway时，它的处理顺序是：predicates -> uri -> filters

  •   predicates负责路由的配置断言，它可以通过PredicateDefinition类进行配置
  •   uri则是匹配路由的转发地址，当predicates匹配成功后，URI则确定了请求的具体处理地址。
  •   过滤器(Filter)则是对路由的处理过程进行额外的操作，例如添加、删除或修改请求头等。这些过滤器可以对请求和响应进行处理

   1）普通路由

   yml配置如下：

 1 server:
 2   port: 9527
 3 spring:
 4   cloud:
 5     gateway:
 6       # 路由配置
 7       routes:
 8         # http://Localhost/order/index
 9         # 路由id没有具体规则要求 但是有一个点唯一
10         - id: cloud-order-consumer
11           # 目标服务地址
12           uri: http://localhost:80
13           # 路由条件断言会接收一个输入参数，返回一个布尔结果值
14           # http://Localhost:9527/order/index
15           predicates:
16             - Path=/order/*

   2）动态路由

   默认情况下Gateways会根据注册中心的服务列表，以注册中心上微服务名为路径创建动态路由进行转发，从而实现动态路由的功能

   yml配置如下：

 1 server:
 2   port: 9528
 3 eureka:
 4   client:
 5     service-url:
 6       # 单机eureka 服务 地址
 7       #defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
 8       defaultZone: http://localhost:7001/eureka/,http://localhost:7002/eureka/
 9   instance:
10     instance-id: cloud-gateway-gateway9528
11 
12 spring:
13   application:
14     # 设置应用名字
15     name: cloud-gateway
16   cloud:
17     gateway:
18       # 路由配置
19       routes:
20         # http://Localhost/order/index
21         # 路由id没有具体规则要求 但是有一个点唯一
22         - id: cloud-provider-payment
23           # 目标服务地址lb 后面是微服务名字 lb（loadbalancer）
24           uri: lb://CLOUD-PAYMENT-PROVIDER
25           # 路由条件断言会接收一个输入参数，返回一个布尔结果值
26           # http://Localhost:9527/payment/db
27           predicates:
28             - Path=/payment/*

   2. 断言(predicate)

   一个请求在抵达网关层后，首先就要进行断言匹配，在满足所有断言之后才会进入Filter阶段。

   说白了Predicate就是一种路由规则，通过Gateway中丰富的内置断言的组合，我们就能让一个请求找到对应的Route来处理。

   下面是application.yml中的断言配置：

 1 spring:
 2   application:
 3     # 设置应用名字
 4     name: cloud-gateway
 5   cloud:
 6     gateway:
 7       # 路由配置
 8       routes:
 9         # http://Localhost/order/index
10         # 路由id没有具体规则要求 但是有一个点唯一
11         - id: cloud-provider-payment
12           # 目标服务地址lb 后面是微服务名字 lb（loadbalancer）
13           uri: lb://CLOUD-PAYMENT-PROVIDER
14           # 路由条件断言会接收一个输入参数，返回一个布尔结果值
15           # http://Localhost:9527/payment/db
16           predicates:
17             - Path=/payment/*
18             #- After=2030-02-15T14:54:23.317+08:00[Asia/Shanghai]
19             #- Before=2030-02-15T14:54:23.317+08:00[Asia/Shanghai]
20             #- Between=2024-06-15T14:54:23.317+08:00[Asia/Shanghai],2030-02-15T14:54:23.317+08:00[Asia/Shanghai]
21             #- Cookie=username,zzyy
22             #- Header=X-Request-Id,\d+
23             #- Host=itbaizhan
24             #- Method=GET
25             #- Query=username,\d+
26           filters:
27             #- SetStatus=250
28             - Log=true   

   1）After路由断言Factory

   After Route Predicate Factory采用一个参数一一日期时间。在该日期时间之后发生的请求都将被匹配。

   应用场景：商城整点秒杀，某个接口在某个时间后才能用

   注意：时间参数的格式为UTC。

   UTC时间格式的时间参数时间生成方法如下：

1 public static void main(string[]args){
2 
3    ZonedDateTime now ZonedDateTime.now();
4 
5    System.out.printlIn(now);
6 
7 }

  2) Before路由断言Factory

  Before Route Predicate Factory采用一个参数一一日期时间。在该日期时间之前发生的请求都将被匹配。

  应用场景：商城中某些特价商品，超过了某个时间接口不能用

  3) Between路由断言Factory

  Between路由断言Factory有两个参数，datetime1和datetime2。在datetime1和datetime2之间的请求将被匹配。datetime2参数的实际时间必须在datetime1之后。

  4) Cookiei路由断言Factory

  顾名思义，Cookie验证的是Cookie中保存的信息，Cookiel断言和上面介绍的两种断言使用方式大同小异，唯一的不同是它必须连同属性值一同验证，
不能单独只验证属性是否存在。

  5) Headeri路由断言Factory

  这个断言会检查Header中是否包含了响应的属性，通常可以用来验证请求是否携带了访问令牌。

  6) Host路由断言Factory（使用相对较少）

  Host路由断言Factory包括一个参数：host name列表。使用Ant路径匹配规则。.作为分隔符。访问的主机匹配http或者https,,baidu.com默认80端口，
就可以通过路由。多个,号隔开。

  说明：通过域名进行断言

  7) Method路由断言Factory

  这个断言是专门验证HTTP Method的，在下面的例子中，我们把Method断言和Path断言通过一个and连接符合并起来，共同作用于路由判断，当我们访问"/gateway/sample"并且 HTTP Method是GET的时候，将适配下面的路由。 

  8) Query路由断言Factory

  请求断言也是在业务中经常使用的，它会从ServerHttpRequest中的Parameters列表中查询指定的属性，有如下两种不同的使用方式。

  3. 过滤(filter）

  可以在请求被路由前或者之后对请求进行修改。

  微服务系统中的服务非常多。如果每个服务都自己做鉴权、限流、日志输出，则非常不科学。所以，可以通过网关的过滤器来处理这些工作。在用户访问各个服务前，应在网关层统一做好鉴权、限流等工作。

  1) Filter的生命周期

  根据生命周期可以将Spring Cloud Gateway中的Filter分为"PRE"和"POST"两种。

  PRE:代表在请求被路由之前执行该过滤器，此种过滤器可用来实现参数校验、权限校验、流量监控、日志输出、协议转换等功能。

  POST：代表在请求被路由到微服务之后执行该过滤器。此种过滤器可用来实现响应头的修改（如添加标准的HTTP Header)、收集统计信息和指标、将响应发送给客户端，输出日志、流量监控等功能。

  2）Filter分类

  根据作用范围，Filter可以分为以下两种：

  •  GatewayFilter: 网关过滤器，此种过滤器只应用在单个路由或者一个分组的路由上。
  •  GlobalFilter: 全局过滤器，此种过滤器会应用在所有的路由上。

 

   参考链接：

   https://juejin.cn/post/7010229077797765150

posted @ 2024-06-29 14:33  欢乐豆123  阅读(31)  评论(0)  编辑  收藏  举报