微服务网关&网关限流

1.微服务网关Gateway

1.1 微服务网关概述

不同的微服务一般会有不同的网络地址，而外部客户端可能需要调用多个服务的接口才能完成一个业务需求，如果让客户端直接与各个微服务通信，会有以下的问题：

• 客户端会多次请求不同的微服务，增加了客户端的复杂性
• 存在跨域请求，在一定场景下处理相对复杂
• 认证复杂，每个服务都需要独立认证
• 难以重构

网关是介于客户端和服务器端之间的中间层，所有的外部请求都会先经过网关这一层。这样安全、性能、监控可以交由网关来做。

微服务网关的优点

• 安全 ，只有网关系统对外进行暴露，微服务可以隐藏在内网，通过防火墙保护。
• 易于监控。可以在网关收集监控数据并将其推送到外部系统进行分析。（日志的监控与分析）
• 易于统一认证授权。可以在网关上进行认证，然后再将请求转发到后端的微服务，而无须在每个微服务中进行认证。
• 减少了客户端与各个微服务之间的交互次数。

总结：微服务网关就是一个系统，通过暴露该微服务网关系统，方便我们进行相关的鉴权，安全控制，日志统一处理，易于监控的相关功能。

实现微服务网关的技术：

• nginx
• Zuul ,Zuul 是 Netflix 出品的一个基于 JVM 路由和服务端的负载均衡器。
• spring-cloud-gateway, 是spring 出品的 基于spring 的网关项目，集成断路器，路径重写，性能比Zuul好。

gateway官网的地址
https://spring.io/projects/spring-cloud-gateway

1.2 微服务网关微服务搭建

步骤

1. 创建gateway的maven工程
2. 添加依赖

		<dependency>
            <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gatewayartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrixartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
        dependency>

3. 在启动类上添加注解
   @EnableEurekaClient
4. 在resources下创建application.yml

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: after_route #要跳转的服务名
        uri: lb://goods #lb：在eureka上找到goods服务，然后通过后面的网址跳转
        predicates:
        ‐ Path=/goods/** #goods后面的请求全部通过
		filters:
		‐ StripPrefix= 1 #访问时将goods省略掉（如果不明白，就把这个写上就行）

1.3 微服务网关跨域

修改application.yml ,在spring.cloud.gateway节点添加配置：

globalcors:
  cors-configurations:
    '[/**]': # 匹配所有请求
      allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域
      allowedMethods: # 支持的方法
        - GET
        - POST
        - PUT
        - DELETE

1.4 微服务网关过滤器

我们可以通过网关过滤器，实现一些逻辑的处理，比如ip黑白名单拦截、特定地址的拦截等。

/**
 * 获取用户ip
 */
@Component
public class IpFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    //具体逻辑业务实现
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        System.out.println("经过第一个过滤器");
        //1.获取请求 2.获取远程地址 3.获取ip
        String ip = Objects.requireNonNull(exchange.getRequest().getRemoteAddress()).getHostName();
        System.out.println("ip:" + ip);
        //放行
        return chain.filter(exchange);
    }

    //当前过滤器级别
    @Override
    public int getOrder() {
        return 1;
    }
}

以上代码是获取用户请求的地址，并没有实现具体逻辑。

2.网关限流

限流：当我们的系统被频繁的请求的时候，就有可能将系统压垮。
所以为了解决这个问题，需要在每一个微服务中做限流操作。
但是如果有了网关，那么就可以在网关系统做限流，因为所有的请求都需要先通过网关系统才能路由到微服务中。

2.1思路分析

2.2令牌桶算法

概述：

1. 所有的请求在处理之前都需要拿到一个可用的令牌才会被处理；
2. 根据限流大小，设置按照一定的速率往桶里添加令牌；
3. 桶设置最大的放置令牌限制，当桶满时、新添加的令牌就被丢弃或者拒绝；
4. 请求达到后首先要获取令牌桶中的令牌，拿着令牌才可以进行其他的业务逻辑，处理完业务逻辑之后，将令牌直接删除；
5. 令牌桶有最低限额，当桶中的令牌达到最低限额的时候，请求处理完之后将不会删除令牌，以此保证足够的限流。

2.3令牌桶思路分析

2.4限流代码思路

需求：每个ip地址1秒内只能发送1次请求，多出来的请求返回429错误。

1. 添加依赖， gateway 默认使用redis的RateLimter限流算法来实现。

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactiveartifactId>
            <version>2.1.3.RELEASEversion>
        dependency>

2. 定义KeyResolver

在GatewayApplicatioin引导类中添加如下代码，KeyResolver用于计算某一个类型的限流的KEY也就是说，可以通过KeyResolver来指定限流的Key。

 //指定限流的key
    @Bean
    public KeyResolver keyResolver() {
        return exchange -> {
            //根据ip限流
            String ip = Objects.requireNonNull(exchange.getRequest().getRemoteAddress()).getHostName();
            return Mono.just(ip);
        };
    }

3. 修改application.yml中配置项，指定限制流量的配置以及REDIS的配置

routes:
        - id: goods
          uri: lb://goods
          predicates:
            - Path=/goods/**
          filters:
            - StripPrefix= 1
            - name: RequestRateLimiter #请求数限流 名字不能随便写
              args:
                key-resolver: "#{@keyResolver}"
                redis-rate-limiter.replenishRate: 1 #令牌桶每秒填充平均速率
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 1 #令牌桶总容量

以上是在原来的配置文件中修改，在predicates:下添加依赖。

1. burstCapacity：令牌桶总容量。

2. replenishRate：令牌桶每秒填充平均速率。

3. key-resolver：用于限流的键的解析器的 Bean 对象的名字。它使用 SpEL 表达式根据#{@beanName}从 Spring 容器中获取 Bean 对象。

4. 在配置文件中配置redis

redis:
    host: 192.168.200.128
    port: 6379

以上是针对每一条请求都做了限流，针对单独某一条ip做限流，需要在KeyResolver配置单独的ip。