微服务网关技术方案概述

一、总体目标

 

实现所有外部接口都先通过网关，再转发到后面的各个微服务上面去，网关可实现路由，权限验证、服务限流以及监控等功能

网关目标

• 实现后端所有访问通过网关进行转发
• 实现动态路由（新增服务不用重启网关）
• 接口访问日志 /home/admin/logs/gateway/access.log
• 动态限流
• 实现网关同一认证

二、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）。

三、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：

1、每个服务自己实现一遍

2、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

3、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，相较于第一种好很多，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。

第三种，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！

四、服务网关整体技术方案

 

 

引入服务网关后的微服务架构如上，总体包含四部分：服务网关、注册中心、配置中心和微服务service。

 

1、总体流程

• 服务网关和微服务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）到微服务service，这其中包含权限校验、监控、限流等操作；
• 微服务service聚合响应，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微服务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，而且网关与微服务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spring-cloud-gateway的性能比较，其实相差不大；
• 网关要尽量轻。

3、服务网关的基本功能

• 智能路由：接收外部一切请求，并转发到后端的对外服务微服务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：只校验用户向微服务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，如接口的qps、rt等，以及网关本身的一些性能指标（例如，gc等），但是这些监控目前公司已经有专门的监控系统，这里可以不考虑；
• 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

• 开发语言：java；
• 微服务基础框架：springboot；
• 网关基础组件：spring-cloud-gateway；
• 服务注册中心：eureka；
• 服务配置中心：nacos；
• 权限校验：OAuth2+jwt；
• API监控：prometheus + grafana（待定）；
• 限流：sentinel；
• 熔断：hystrix；
• API统一日志收集：logback；
• 压力测试：Jmeter；

5、权限校验技术方案

应用调用->权限中心 accessKey

用户调用->权限中心 token

eureka需不需要独立出来？

6、黑白名单

来源是限制IP：IP或者网段 级别

后端限制层级：网关->应用-X>接口

7、日志

简单打印访问日志+参数

8、服务对外提供方式

jar包的方式对外提供所有接口