服务网关是微服务架构中一个不可或缺的部分。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、均衡负载功能
之外,它还具备了权限控制
等功能。Spring Cloud Netflix
中的Zuul
就担任了这样的一个角色,为微服务架构提供了前门保护的作用,同时将权限控制这些较重的非业务逻辑内容迁移到服务路由层面,使得服务集群主体能够具备更高的可复用性和可测试性。
路由在微服务体系结构的一个组成部分。
例如,/可以映射到您的Web应用程序,/api/users映射到用户服务,并将/api/shop映射到商店服务。Zuul
是Netflix的基于JVM的路由器和服务器端负载均衡器。
Netflix使用Zuul进行以下操作:
- 认证
- 洞察
- 压力测试
- 金丝雀测试
- 动态路由
- 服务迁移
- 负载脱落
- 安全
- 静态响应处理
- 主动/主动流量管理
Zuul的规则引擎允许基本上写任何JVM语言编写规则和过滤器,内置Java和Groovy。
什么是服务网关
服务网关 = 路由转发 + 过滤器
1、路由转发: 接收一切外界请求,转发到后端的微服务上去;
2、过滤器: 在服务网关中可以完成一系列的横切功能,例如权限校验、限流以及监控等,这些都可以通过过滤器完成(其实路由转发也是通过过滤器实现的)。
为什么需要服务网关
上述所说的横切功能(以权限校验为例)可以写在三个位置:
- 每个服务自己实现一遍
- 写到一个公共的服务中,然后其他所有服务都依赖这个服务
- 写到服务网关的前置过滤器中,所有请求过来进行权限校验
第一种,缺点太明显,基本不用; 第二种,相较于第一点好很多,代码开发不会冗余,但是有两个缺点:
- 由于每个服务引入了这个公共服务,那么相当于在每个服务中都引入了相同的权限校验的代码,使得每个服务的jar包大小无故增加了一些,尤其是对于使用docker镜像进行部署的场景,jar越小越好;
- 由于每个服务都引入了这个公共服务,那么我们后续升级这个服务可能就比较困难,而且公共服务的功能越多,升级就越难,而且假设我们改变了公共服务中的权限校验的方式,想让所有的服务都去使用新的权限校验方式,我们就需要将之前所有的服务都重新引包,编译部署。
而服务网关恰好可以解决这样的问题:
- 将权限校验的逻辑写在网关的过滤器中,后端服务不需要关注权限校验的代码,所以服务的jar包中也不会引入权限校验的逻辑,不会增加jar包大小;
- 如果想修改权限校验的逻辑,只需要修改网关中的权限校验过滤器即可,而不需要升级所有已存在的微服务。
所以,需要服务网关!!!
服务网关技术选型
引入服务网关后的微服务架构如上,总体包含三部分:服务网关、open-service和service。
1、总体流程:
- 服务网关、open-service和service启动时注册到注册中心上去;
- 用户请求时直接请求网关,网关做智能路由转发(包括服务发现,负载均衡)到open-service,这其中包含权限校验、监控、限流等操作
- open-service聚合内部service响应,返回给网关,网关再返回给用户
2、引入网关的注意点
- 增加了网关,多了一层转发(原本用户请求直接访问open-service即可),性能会下降一些(但是下降不大,通常,网关机器性能会很好,而且网关与open-service的访问通常是内网访问,速度很快);
- 网关的单点问题:在整个网络调用过程中,一定会有一个单点,可能是网关、nginx、dns服务器等。防止网关单点,可以在网关层前边再挂一台nginx,nginx的性能极高,基本不会挂,这样之后,网关服务就可以不断的添加机器。但是这样一个请求就转发了两次,所以最好的方式是网关单点服务部署在一台牛逼的机器上(通过压测来估算机器的配置),而且nginx与zuul的性能比较,根据国外的一个哥们儿做的实验来看,其实相差不大,zuul是netflix开源的一个用来做网关的开源框架;
- 网关要尽量轻。
3、服务网关基本功能
- 智能路由:接收外部一切请求,并转发到后端的对外服务open-service上去;
- 注意:我们只转发外部请求,服务之间的请求不走网关,这就表示全链路追踪、内部服务API监控、内部服务之间调用的容错、智能路由不能在网关完成;当然,也可以将所有的服务调用都走网关,那么几乎所有的功能都可以集成到网关中,但是这样的话,网关的压力会很大,不堪重负。
- 权限校验:只校验用户向open-service服务的请求,不校验服务内部的请求。服务内部的请求有必要校验吗?
- API监控:只监控经过网关的请求,以及网关本身的一些性能指标(例如,gc等);
限流:与监控配合,进行限流操作; - API日志统一收集:类似于一个aspect切面,记录接口的进入和出去时的相关日志
4、技术选型
笔者准备自建一个轻量级的服务网关,技术选型如下:
- 开发语言:java + groovy,groovy的好处是网关服务不需要重启就可以动态的添加filter来实现一些功能;
- 微服务基础框架:springboot;
- 网关基础组件:netflix zuul;
- 服务注册中心:consul;
- 权限校验:jwt;
- API监控:prometheus + grafana;
- API统一日志收集:logback + ELK;
- 压力测试:Jmeter;