一文详解系统架构微服务网关

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-03-25 14:28 73阅读 0赞

微服务近⼏年⾮常⽕，围绕微服务的技术⽣态也⽐较多，⽐如微服务⽹关、Docker、 Kubernetes等，最近也在了解这块，所以写了这篇文章记录下。

API网关简图：![fd0d5879612743b592986984a53545d5.png][]

## 一：API⽹关基础 ##

### 1.1 什么是API⽹关 ###

API⽹关是⼀个服务器，是系统的唯⼀⼊⼝。 从⾯向对象设计的⻆度看，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。

### 1.2 ⽹关的主要功能 ###

微服务⽹关作为微服务后端服务的统⼀⼊⼝，它可以统筹管理后端服务，主要分为数据平⾯和控制平⾯：

*  数据平⾯主要功能是接⼊⽤户的HTTP请求和微服务被拆分后的聚合。使⽤微服务⽹关统⼀对外暴露后端服务 的API和契约，路由和过滤功能正是⽹关的核⼼能⼒模块。另外，微服务⽹关可以实现拦截机制和专注跨横切 ⾯的功能，包括协议转换、安全认证、熔断限流、灰度发布、⽇志管理、流量监控等。
 *  控制平⾯主要功能是对后端服务做统⼀的管控和配置管理。例如，可以控制⽹关的弹性伸缩；可以统⼀下发配 置；可以对⽹关服务添加标签；可以在微服务⽹关上通过配置Swagger功能统⼀将后端服务的API契约暴露给 使⽤⽅，完成⽂档服务，提⾼⼯作效率和降低沟通成本。

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*  **路由功能**：路由是微服务⽹关的核⼼能⼒。通过路由功能微服务⽹关可以将请求转发到⽬标微服务。在微服务 架构中，⽹关可以结合注册中⼼的动态服务发现，实现对后端服务的发现，调⽤⽅只需要知道⽹关对外暴露的 服务API就可以透明地访问后端微服务。
 *  **负载均衡**：API⽹关结合负载均衡技术，利⽤Eureka或者Consul等服务发现⼯具，通过轮询、指定权重、IP地 址哈希等机制实现下游服务的负载均衡。
 *  **统⼀鉴权**：⼀般⽽⾔，⽆论对内⽹还是外⽹的接⼝都需要做⽤户身份认证，⽽⽤户认证在⼀些规模较⼤的系统 中都会采⽤统⼀的单点登录（Single Sign On）系统，如果每个微服务都要对接单点登录系统，那么显然⽐较 浪费资源且开发效率低。API⽹关是统⼀管理安全性的绝佳场所，可以将认证的部分抽取到⽹关层，微服务系 统⽆须关注认证的逻辑，只关注⾃身业务即可。
 *  协议转换：API⽹关的⼀⼤作⽤在于构建异构系统，API⽹关作为单⼀⼊⼝，通过协议转换整合后台基于 REST、AMQP、Dubbo等不同⻛格和实现技术的微服务，⾯向Web Mobile、开放平台等特定客户端提供统⼀ 服务。
 *  **指标监控**：⽹关可以统计后端服务的请求次数，并且可以实时地更新当前的流量健康状态，可以对URL粒度的 服务进⾏延迟统计，也可以使⽤Hystrix Dashboard查看后端服务的流量状态及是否有熔断发⽣。
 *  限流熔断：在某些场景下需要控制客户端的访问次数和访问频率，⼀些⾼并发系统有时还会有限流的需求。在 ⽹关上可以配置⼀个阈值，当请求数超过阈值时就直接返回错误⽽不继续访问后台服务。当出现流量洪峰或者 后端服务出现延迟或故障时，⽹关能够主动进⾏熔断，保护后端服务，并保持前端⽤户体验良好。
 *  **⿊⽩名单**：微服务⽹关可以使⽤系统⿊名单，过滤HTTP请求特征，拦截异常客户端的请求，例如DDoS攻击 等侵蚀带宽或资源迫使服务中断等⾏为，可以在⽹关层⾯进⾏拦截过滤。⽐较常⻅的拦截策略是根据IP地址增 加⿊名单。在存在鉴权管理的路由服务中可以通过设置⽩名单跳过鉴权管理⽽直接访问后端服务资源。
 *  **灰度发布**：微服务⽹关可以根据HTTP请求中的特殊标记和后端服务列表元数据标识进⾏流量控制，实现在⽤ 户⽆感知的情况下完成灰度发布。
 *  流量染⾊

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