什么是Gateway

在微服务体系结构中，如果每个微服务通常都会公开一组精细终结点，这种情况可能会有以下问题

  1. 如果没有 API 网关模式，客户端应用将与内部微服务相耦合。

  2. 在客户端应用中，单个页面/屏幕可能需要多次调用多个服务。

  3. 如果没有网关，所有微服务必定会暴露在“外部世界”中。

  4. 每个公开发布的微服务都必须处理授权和 SSL 等问题。

而Gateway可以为微服务组提供单一入口点，API 网关位于客户端应用和微服务之间。它充当反向代理，将请求从客户端路由到服务。它还可以提供其他跨领域功能，例如身份验证、SSL 终止和缓存。

什么是Envoy

Envoy 是专为大型现代 SOA（面向服务架构）架构设计的 L7 代理和通信总线，它有以下优势

  1. C++11编写，原生代码高性能

  2. L3/L4 filter架构，例如TCP代理

  3. HTTP L7 filter架构，缓存，限速，路由/转发

  4. 顶级HTTP2与GRPC支持

  5. 服务发现与动态配置

  6. 健康检查

  7. 高级负载均衡

我们可以借助Envoy实现API Gateway。Envoy通过yaml配置文件来组织网关的信息。下面来说说Envoy中的核心概念

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Listener

一个命名的网络地址，可以被下游客户端连接，它的配置样式如下：

static_resources:listeners:- name: listener_0address:socket_address:protocol: TCPaddress: 0.0.0.0port_value: 10000

此配置说明Envoy监听在10000端口，下游客户端可以通过此端口与Envoy交互

L3/L4过滤器Filter

L3/L4过滤器Filter可以帮我们实现如：HTTP连接管理，限速，TCP代理等功能，它的配置样式如下：

filter_chains:- filters:- name: envoy.filters.network.http_connection_managertyped_config:"@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.network.http_connection_manager.v3.HttpConnectionManagerscheme_header_transformation:scheme_to_overwrite: httpstat_prefix: ingress_httproute_config:name: local_routevirtual_hosts:- name: local_servicedomains: ["*"]routes:- match:prefix: "/"route:host_rewrite_literal: 192.168.43.94cluster: service_envoyproxy_iohttp_filters:- name: envoy.filters.http.router

此配置说明通过HttpConnectionManager这个过滤器来接受HTTP请求，并将请求通过router过滤器的配置转发到service_envoyproxy_io这个上游集群

Upstream Cluster

Envoy 的集群管理器管理所有配置的上游集群，用来真正处理Envoy接受的请求，其配置样式如下：

clusters:- name: service_envoyproxy_ioconnect_timeout: 30stype: strict_dnsdns_lookup_family: V4_ONLYlb_policy: ROUND_ROBINload_assignment:cluster_name: service_envoyproxy_ioendpoints:- lb_endpoints:- endpoint:address:socket_address:address: 192.168.43.94port_value: 5000

此配置说明Envoy会将请求转发到192.168.43.94:5000这个地址。

调用逻辑我们总结如下，Listener接受请求，将请求交给过滤器，过滤器处理完后，根据路由规则将请求转发给上游集群，上游集群中的endpoint会真正处理请求。

运行Envoy

我们通过docker运行一个默认Envoy容器

docker run --rm -it -p 9901:9901 -p 10000:10000 envoyproxy/envoy-dev

访问http://localhost:10000/，发现其跳转到Envoy官网

我们进入容器查看其配置，发现其最终会将请求转发到www.envoyproxy.io

cat /etc/envoy/envoy.yaml
- lb_endpoints:- endpoint:address:socket_address:address: www.envoyproxy.ioport_value: 443

静态文件配置

我们现在通过Envoy来实现我们自己的网关。静态文件配置是我们把配置信息提前配置好，Envoy启动后不可修改配置内容

准备服务

我们准备两个.NET WebAPI，server1与server2，其中分别创建NameController，并新建Get方法

Server1

[HttpGet]public string Get(){_logger.LogInformation("call server1");var req = Request;return "server1";}

Server2

[HttpGet]public string Get(){_logger.LogInformation("call server2");var req = Request;return "server2";}

并将server1的启动端口指定为5000，将server2的启动端口指定为5001

Server1

webBuilder.UseUrls("http://*:5555").UseStartup<Startup>();

Server2

webBuilder.UseUrls("http://*:5001/").UseStartup<Startup>();

我们启动Server1与Server2

准备Envoy配置

我们将上节课的默认Envoy配置文件从容器中取出，并作修改如下

admin:address:socket_address:protocol: TCPaddress: 0.0.0.0port_value: 9901
static_resources:listeners:- name: listener_0address:socket_address:protocol: TCPaddress: 0.0.0.0port_value: 10000filter_chains:- filters:- name: envoy.filters.network.http_connection_managertyped_config:"@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.network.http_connection_manager.v3.HttpConnectionManagerscheme_header_transformation:scheme_to_overwrite: httpstat_prefix: ingress_httproute_config:name: local_routevirtual_hosts:- name: local_servicedomains: ["*"]routes:- match:prefix: "/"route:host_rewrite_literal: 192.168.43.94cluster: service_envoyproxy_iohttp_filters:- name: envoy.filters.http.routerclusters:- name: service_envoyproxy_ioconnect_timeout: 30stype: static# Comment out the following line to test on v6 networksdns_lookup_family: V4_ONLYlb_policy: ROUND_ROBINload_assignment:cluster_name: service_envoyproxy_ioendpoints:- lb_endpoints:- endpoint:address:socket_address:address: 192.168.43.94port_value: 5000- endpoint:address:socket_address:address: 192.168.43.94port_value: 5001

我们启动Envoy，验证配置是否正确

docker run --rm -it -p 9901:9901 -p 10000:10000 -v D:/gateway/envoy/config/static/envoy.yaml:/etc/envoy/envoy.yaml -v D:/gateway/envoy/logs:/logs envoyproxy/envoy-dev  -c /etc/envoy/envoy.yaml --log-path logs/custom.log

调用api，发现其实现了负载

http://localhost:10000/Name

动态文件配置

动态文件可以帮助我们实现当文件发生更改时，Envoy 将自动更新其配置。

修改静态文件，将其中的cluster提取到cds.yaml文件中

resources:
- "@type": type.googleapis.com/envoy.config.cluster.v3.Clustername: example_proxy_clustertype: STRICT_DNStyped_extension_protocol_options:envoy.extensions.upstreams.http.v3.HttpProtocolOptions:"@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.upstreams.http.v3.HttpProtocolOptionsexplicit_http_config:http_protocol_options: {}load_assignment:cluster_name: example_proxy_clusterendpoints:- lb_endpoints:- endpoint:address:socket_address:address: 192.168.43.94port_value: 5000

将listener提取到lds.yaml文件中

resources:
- "@type": type.googleapis.com/envoy.config.listener.v3.Listenername: listener_0address:socket_address:address: 0.0.0.0port_value: 10000filter_chains:- filters:- name: envoy.http_connection_managertyped_config:"@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.network.http_connection_manager.v3.HttpConnectionManagerstat_prefix: ingress_httphttp_filters:- name: envoy.filters.http.routerroute_config:name: local_routevirtual_hosts:- name: local_servicedomains:- "*"routes:- match:prefix: "/envoyapi/"route:prefix_rewrite: "/"host_rewrite_literal: 192.168.43.94cluster: example_proxy_cluster

修改envoy.yaml让其引用lds.yaml与cds.yaml文件

admin:address:socket_address:protocol: TCPaddress: 0.0.0.0port_value: 9902
node:cluster: test-clusterid: test-id
dynamic_resources:cds_config:path: /etc/envoy/cds.yamllds_config:path: /etc/envoy/lds.yaml

启动Envoy

docker run --rm -it -p 9902:9902 -p 10000:10000 -v D:/gateway/envoy/config/dynamic/:/etc/envoy/ -v D:/gateway/envoy/logs:/logs envoyproxy/envoy-dev  -c /etc/envoy/envoy.yaml --log-path logs/custom.log

调用api，发现调用成功

http://localhost:10000/envoyapi/Name

修改动态文件配置

修改cds.yaml，将endpoint端口设置为5001

resources:
- "@type": type.googleapis.com/envoy.config.cluster.v3.Clustername: example_proxy_clustertype: STRICT_DNStyped_extension_protocol_options:envoy.extensions.upstreams.http.v3.HttpProtocolOptions:"@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.upstreams.http.v3.HttpProtocolOptionsexplicit_http_config:http_protocol_options: {}load_assignment:cluster_name: example_proxy_clusterendpoints:- lb_endpoints:- endpoint:address:socket_address:address: 192.168.43.94port_value: 5001

进入容器内部强制更新文件

# cd /etc/envoy
# mv cds.yaml tmp
# mv tmp cds.yaml

调用api，发现在不重启Envoy的情况下，实现了配置信息的动态更新

至此，我们已经通过Envoy的静态配置与文件动态配置实现了一个网关来代理我们的.NET程序

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