Ocelot（五）- 流量限制、服务质量

Ocelot（五）- 流量限制、服务质量

作者：markjiang7m2
原文地址：http://letyouknow.net/ocelot/ocelot-tutorial-5.html
源码地址：https://gitee.com/Sevenm2/OcelotDemo

本文是我关于Ocelot系列文章的第五篇，流量限制、服务质量。Ocelot允许针对具体的服务接口进行流量限制，以便下游服务不会过载而影响响应速度。服务质量则是Ocelot根据下游服务响应的结果做出判断，当超过一定次数的响应失败时，Ocelot认为该服务不可用，自动产生熔断，在一定的时间范围内不再向该服务转发请求，同时Ocelot也支持自定义的请求超时时间，当下游响应超过设定的时间，会认为该服务响应失败。

关于更多的Ocelot功能介绍，可以查看我的系列文章

• Ocelot - .Net Core开源网关
• Ocelot（二）- 请求聚合与负载均衡
• Ocelot（三）- 服务发现
• Ocelot（四）- 认证与授权

本文中涉及案例的完整代码都可以从我的代码仓库进行下载。

• 仓库地址：https://gitee.com/Sevenm2/OcelotDemo

案例六 流量限制

Ocelot支持流量限制，只要在路由中添加RateLimitOptions配置即可

"RateLimitOptions": {
    "ClientWhiteList": [
        "markadmin"
    ],
    "EnableRateLimiting": true,
    "Period": "1m",
    "PeriodTimespan": 30,
    "Limit": 5
}

• ClientWhiteList：数组，在请求头中包含ClientId=xxx的请求不受限流控制，其中ClientId这个key可以修改，xxx表示配置的白名单。
  
• EnableRateLimiting：是否启用限流
  
• Period：限流控制的时间周期，输入单位支持s（秒）, m（分）, h（时）, d（天）
  
• PeriodTimespan：恢复等待时间，当访问超过限流限制的次数后，需要等待的时间，单位为s，如当一分钟内访问超过5次，就需要等待30秒后，访问才会重新有效
  
• Limit：一个时间周期内允许访问的最大次数。

下面来看案例，在ReRoutes中添加一组路由

{
    "DownstreamPathTemplate": "/api/ocelot/{postId}",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8001
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/ocelot/ratelimit/{postId}",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
    "Priority": 2,
    "RateLimitOptions": {
    "ClientWhiteList": [
        "markadmin"
    ],
    "EnableRateLimiting": true,
    "Period": "1m",
    "PeriodTimespan": 30,
    "Limit": 5
    }
}

在这里我只是添加多了一组路由，但下游服务接口是重用了之前使用过的接口，流量限制部分配置上面已经介绍过了。下面运行来看结果。

当我第一次访问http://localhost:4727/ocelot/ratelimit/5的时候，得到了正常的返回结果

而且，在请求头可以看到流量限制的相关信息

然后，我又很快地继续发出请求，可以看到，当我第六次发出请求的时候，得到了429 To Many Requests的状态

而此时的请求头信息也会不一样，这里可以看到Retry-After →28，意思是在28秒后可以恢复请求

这证明，我们的Ocelot网关流量限制的作用起效了，而且与我们的配置一致。
在等待30秒之后，我重新发出请求，又得到了正常的返回结果

当我在请求头中加上[ClientId]=markadmin后，清空Postman的请求记录，重新开始发出请求，无论请求多少次，Ocelot也不会对我的访问进行限流

这里对于PeriodTimespan（恢复等待时间）的算法，我倒是有点疑问的。我一开始的理解是，基于上面案例的配置，当一分钟内访问超过5次时，就需要等待Period + PeriodTimespan，也就是从第一个有效请求开始算起，一分半钟之后Ocelot才会重新正常转发请求，但是我做了几次重复实验，得到的结果都是：当一分钟内访问到第1次时，Ocelot开始进入PeriodTimespan时间内的倒计时，也就是实际的重置时间为PeriodTimespan。

为了更加明确地验证这个问题，我使用OcelotConsole项目进行测试。
首先，修改路由配置如下：

{
    "DownstreamPathTemplate": "/api/ocelot/{postId}",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8001
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/ocelot/ratelimit/{postId}",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
    "Priority": 2,
    "RateLimitOptions": {
    "ClientWhiteList": [
        "markadmin"
    ],
    "EnableRateLimiting": true,
    "Period": "1m",
    "PeriodTimespan": 10,
    "Limit": 5
    }
}

然后，在OcelotConsole项目中添加代码如下：

public static async Task Main(string[] args)
{
    using (var client = new HttpClient())
    {
        for (var i = 0; i < 100; i++)
        {
            Console.WriteLine(DateTime.Now);
        <span class="hljs-keyword">var</span> result = <span class="hljs-keyword">await</span> client.GetAsync(<span class="hljs-string">"http://localhost:4727/ocelot/ratelimit/5"</span>);
        Console.WriteLine(<span class="hljs-string">$"<span class="hljs-subst">{result.StatusCode}</span>, <span class="hljs-subst">{result.Content.ReadAsStringAsync().Result}</span>"</span>);
        System.Threading.Thread.Sleep(<span class="hljs-number">1000</span>);
    }
    Console.Read();
}

}

每隔1s就发出一次请求，运行，在命令窗口得到以下输出：

2019/6/3 13:33:31
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:32
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:33
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:34
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:35
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:36
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:37
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:38
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:39
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:40
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:41
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:43
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:44
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:45
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:46
OK, This is from localhost:8001, path: /api/ocelot/5
2019/6/3 13:33:47
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:48
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:49
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:50
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.
2019/6/3 13:33:51
TooManyRequests, API calls quota exceeded! maximum admitted 5 per 1m.

然后，我又通过修改参数，得出如下结果：

• PeriodTimespan=10, Limit=5：5个成功，5个失败
  
• PeriodTimespan=10, Limit=6：6个成功，4个失败
  
• PeriodTimespan=20, Limit=5：5个成功，15个失败
  
• PeriodTimespan=30, Limit=5：5个成功，25个失败

似乎都是与我前面得到的结论相同，与官方文档不一致。
我在GitHub上提了一个issue：https://github.com/ThreeMammals/Ocelot/issues/910，期待能得到答复。

流量限制的全局配置

"RateLimitOptions": {
    "DisableRateLimitHeaders": true,
    "QuotaExceededMessage": "Customize Tips!",
    "HttpStatusCode": 999,
    "ClientIdHeader": "Test"
}

• DisableRateLimitHeaders：当设为true时，请求头中就不会输出流量限制的相关信息，默认值："false"
  
• QuotaExceededMessage：当请求数量超出流量限制时，输出的信息，默认值："API calls quota exceeded! maximum admitted {Limit} per {Period}."
  
• HttpStatusCode：当请求数量超出流量限制时，输出的状态码，默认值："429"
  
• ClientIdHeader：标识为白名单中的客户端的请求头key，默认值："ClientId"

案例七 服务质量

Ocelot支持服务质量与熔断，意味着当下游服务不可用时，Ocelot会进行自动熔断，不再将请求转发给该下游服务。来看看配置

"QoSOptions": {
    "ExceptionsAllowedBeforeBreaking":3,
    "DurationOfBreak":3000,
    "TimeoutValue":5000
}

• ExceptionsAllowedBeforeBreaking：允许异常次数，当Ocelot转发给该下游服务连续出现异常次数达到该数字时，Ocelot会进行自动熔断，一段时间内不再向该下游服务转发请求
  
• DurationOfBreak：熔断时间，单位为ms（毫秒），持续多长时间不向该下游服务转发请求
  
• TimeoutValue：服务质量配置项，超时时间，单位为ms（毫秒），当Ocelot向下游服务转发请求多长时间后，自动认为该请求超时

ExceptionsAllowedBeforeBreaking 必须跟 DurationOfBreak一起使用，TimeoutValue可以单独使用。

首先需要安装Polly支持程序，通过Nuget搜索Ocelot.Provider.Polly或者通过以下命令安装

Install-Package Ocelot.Provider.Polly

然后在Startup.cs中的ConfigureServices方法注册该中间件

using Ocelot.Provider.Polly;

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    ……
    services.AddOcelot()
        .AddPolly();
    ……
}

在ReRoutes中添加一组路由

{
    "DownstreamPathTemplate": "/api/ocelot/{postId}",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8001
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/ocelot/qos/{postId}",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
    "Priority": 2,
    "QoSOptions": {
    "ExceptionsAllowedBeforeBreaking": 3,
    "DurationOfBreak": 3000,
    "TimeoutValue": 5000
    }
}

为了看出熔断效果，我将8001端口的下游服务停止了，然后运行OcelotDemo项目

当第一次向网关发出请求时，得到500的状态码

连续3次请求过后，就会得到503的状态码，证明Ocelot已经产生熔断

总结

在这篇文章中就跟大家介绍了Ocelot的两个基础功能，在路由中进行配置即可使用，不需要依赖于第三方的服务。当然在我实践的过程中产生的一个疑问暂时还没得到答案，如果有知道原因的朋友也可以给我留言，感激不尽。
结合前面的几篇文章，大家在设计项目API网关的时候就可以综合地考虑到底哪些功能应该配置使用，如何适当地建立路由表。例外，我在这几个案例中为了突出要介绍的功能，基本上都是一组路由单独配置一个功能，而在实际项目中通常都是需要在一组路由当中同时配置多个功能的，希望大家在实际项目中能够灵活运用。今天就先跟大家介绍到这里，希望大家能持续关注我们。