微服务网关架构设计
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六种微服务架构的设计模式微服务架构是一种将大型应用程序拆分成一系列小型独立服务的设计模式,每个服务都有自己的独立业务逻辑和数据库。
这种架构模式可以提高系统的可伸缩性、灵活性和可维护性。
在实际应用中,可以根据需求选择适合的微服务架构设计模式。
下面介绍六种常见的设计模式。
1. 单一职责模式(Single Responsibility Pattern)在这种模式下,每个微服务只负责一个具体的业务功能。
这样可以简化服务的设计和维护,降低耦合性,提高可测试性。
同时,该模式也易于水平扩展,因为可以根据实际需求添加或删除服务。
2. 事件驱动模式(Event-driven Pattern)这种模式下,微服务之间通过事件进行通信,一个服务的操作可以触发一个或多个事件,这些事件被其他服务监听并做出相应的处理。
这种模式可以实现松耦合和异步处理,每个服务可以独立演化而不影响其他服务。
3. 网关模式(Gateway Pattern)在微服务架构中,可以使用一个独立的网关服务来处理所有的请求,然后将请求路由到相应的微服务。
这种模式可以实现请求的集中管理、身份验证和授权,同时还可以提供负载均衡和缓存等功能。
4. 数据复制模式(Data Replication Pattern)在一些情况下,为了提高性能和可用性,可以将数据复制到多个微服务中。
这些微服务可以独立操作自己的副本,提高查询性能和并发处理能力。
同时,数据的复制也增加了系统的可用性,一旦一些服务不可用,可以自动切换到其他可用的服务。
5. 服务发现模式(Service Discovery Pattern)在微服务架构中,服务的数量可能非常庞大,每个服务都有自己的地址和端口号,手动管理会非常复杂。
为了解决这个问题,可以使用服务发现模式,将服务注册到服务发现服务器,并由其他服务进行查询和调用。
这种模式可以实现动态服务的发现和注册,以及负载均衡和故障转移等功能。
6. 服务容错模式(Service Fault-tolerance Pattern)在微服务架构中,由于服务之间的依赖关系,一个服务的故障有可能会导致整个系统的故障。
架构设计-SOA架构和微服务架构的区别参考:SOA架构和微服务架构的区别1.SOA架构和微服务架构的区别⾸先SOA和微服务架构是⼀个层⾯的东西,⽽对于ESB和微服务⽹关是⼀个层⾯的东西,⼀个谈到是架构风格和⽅法,⼀个谈的是实现⼯具或组件。
1.SOA(Service Oriented Architecture)“⾯向服务的架构”:他是⼀种设计⽅法,其中包含多个服务,服务之间通过相互依赖最终提供⼀系列的功能。
⼀个服务通常以独⽴的形式存在与操作系统进程中。
各个服务之间通过⽹络调⽤。
2.微服务架构:其实和 SOA 架构类似,微服务是在 SOA 上做的升华,微服务架构强调的⼀个重点是“业务需要彻底的组件化和服务化”,原有的单个业务系统会拆分为多个可以独⽴开发、设计、运⾏的⼩应⽤。
这些⼩应⽤之间通过服务完成交互和集成。
微服务架构 = 80%的SOA服务架构思想 + 100%的组件化架构思想 + 80%的领域建模思想2.ESB和微服务API⽹关。
1.ESB(企业服务总线),简单来说 ESB 就是⼀根管道,⽤来连接各个服务节点。
为了集成不同系统,不同协议的服务,ESB 做了消息的转化解释和路由⼯作,让不同的服务互联互通;2.API⽹关:API⽹关是⼀个服务器,是系统的唯⼀⼊⼝。
从⾯向对象设计的⾓度看,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、请求分⽚与管理、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。
服务端通过API-GW注册和管理服务。
3.SOA架构特点:系统集成:站在系统的⾓度,解决企业系统间的通信问题,把原先散乱、⽆规划的系统间的⽹状结构,梳理成规整、可治理的系统间星形结构,这⼀步往往需要引⼊⼀些产品,⽐如 ESB、以及技术规范、服务管理规范;这⼀步解决的核⼼问题是【有序】系统的服务化:站在功能的⾓度,把业务逻辑抽象成可复⽤、可组装的服务,通过服务的编排实现业务的快速再⽣,⽬的:把原先固有的业务功能转变为通⽤的业务服务,实现业务逻辑的快速复⽤;这⼀步解决的核⼼问题是【复⽤】业务的服务化:站在企业的⾓度,把企业职能抽象成可复⽤、可组装的服务;把原先职能化的企业架构转变为服务化的企业架构,进⼀步提升企业的对外服务能⼒;“前⾯两步都是从技术层⾯来解决系统调⽤、系统功能复⽤的问题”。
基于Docker的API Gateway架构设计与实现随着云计算和微服务架构的兴起,API Gateway成为了现代应用开发中不可或缺的一部分。
API Gateway作为应用程序和后端服务之间的中间层,负责对外提供统一的API接口,实现请求路由、鉴权、监控、限流等功能。
本文将介绍基于Docker的API Gateway架构设计与实现。
我们将借助Docker容器化技术来构建高效、灵活的API Gateway。
### 1. 架构设计在设计API Gateway的架构时,需要考虑到可伸缩性、灵活性和可靠性。
采用基于Docker的架构,能够更好地满足这些要求。
首先,我们需要将API Gateway划分为多个微服务,每个微服务负责不同的功能模块。
例如,路由微服务负责请求的路由和负载均衡,鉴权微服务负责用户身份验证和授权,监控微服务负责对请求进行监控和性能分析等。
其次,每个微服务都可以使用独立的Docker容器进行部署。
Docker的容器化技术能够提供隔离性和灵活性,使得每个微服务可以独立运行、伸缩和更新。
同时,由于容器的轻量级特性,可以更好地利用服务器资源,提高系统的性能。
最后,我们可以使用Docker Compose来管理和编排这些微服务容器。
通过定义一个docker-compose.yml文件,我们可以指定每个容器的配置和依赖关系,实现整个API Gateway的自动化部署和运行。
### 2. 实现步骤以下是基于Docker的API Gateway的实现步骤:**步骤一:编写Dockerfile**首先,我们需要为每个微服务编写一个Dockerfile。
Dockerfile是一个文本文件,包含了构建Docker镜像所需的指令和配置。
在Dockerfile中,我们可以指定要使用的基础镜像、安装依赖包、配置环境变量等。
**步骤二:构建Docker镜像**使用Docker命令行工具,通过执行`docker build`命令来构建Docker镜像。
微服务架构设计方案微服务架构技术设计方案序言本文是一份微服务架构技术设计方案,旨在为读者提供有关微服务的选用、架构设计、思维设计、系统架构设计、总体设计和服务拆分原则等方面的详细信息。
微服务的选用微服务是一种面向服务的架构风格,它将应用程序设计为由多个小型自治服务组成的集合。
这些服务可以独立部署、升级和扩展,从而提高了应用程序的可靠性、可维护性和可扩展性。
在选择微服务架构时,需要考虑以下因素:业务需求、技术架构、团队能力和运维成本等。
架构设计微服务架构需要考虑以下几个方面的设计:服务拆分、服务通信、数据管理、部署和监控。
服务拆分是将应用程序拆分成多个小型自治服务的过程,需要根据业务需求和技术架构进行拆分。
服务通信需要考虑使用何种通信协议和通信方式。
数据管理需要考虑如何处理数据的一致性和可靠性。
部署需要考虑如何自动化部署和管理服务。
监控需要考虑如何监控服务的性能和可用性。
思维设计微服务架构需要考虑以下几个方面的思维设计:服务自治、服务可替换、服务可重用、服务可组合和服务可测试。
服务自治是指每个服务都有自己的生命周期和管理方式。
服务可替换是指可以随时替换服务,而不影响整个应用程序。
服务可重用是指可以将服务用于多个应用程序。
服务可组合是指可以将多个服务组合成一个更大的服务。
服务可测试是指可以对服务进行单元测试和集成测试。
系统架构设计微服务架构需要考虑以下几个方面的系统架构设计:服务网关、服务注册和发现、配置管理和安全管理。
服务网关是指将所有服务的入口点集中到一个网关上,从而简化客户端的调用过程。
服务注册和发现是指将所有服务的信息注册到一个中心化的服务注册表中,并通过服务发现机制来查找服务。
配置管理是指管理所有服务的配置信息。
安全管理是指保护服务的安全性,包括身份验证和授权等方面。
总体设计微服务架构需要考虑以下几个方面的总体设计:应用程序拆分、服务治理、监控和日志管理。
应用程序拆分是将应用程序拆分成多个小型自治服务的过程。
微服务架构部署方案概述本文档旨在提供一个微服务架构部署方案的概要。
微服务架构是一种将应用程序划分为一系列小型、自治的服务的方法。
每个服务都可以独立部署、扩展和维护,以提高整个系统的可靠性和灵活性。
部署架构我们建议采用以下部署架构来实现微服务架构:1. 服务注册与发现使用服务注册与发现工具(如Consul、Etcd或ZooKeeper),实现服务的自动注册和发现。
这些工具可以帮助微服务间相互发现、通信和负载均衡。
2. API 网关引入一个 API 网关(如Nginx或Spring Cloud Gateway),用于统一管理和路由所有微服务的入口请求。
API 网关可以提供一些常见的功能,如请求验证、身份验证、请求转发和监控等。
3. 微服务配置中心使用一个统一的配置中心(如Spring Cloud Config),用于集中管理和动态配置微服务的配置信息。
这样可以方便地修改和管理配置,而无需重新部署微服务。
4. 微服务化将各个微服务使用技术(如Docker)进行打包和部署。
通过化,可以实现微服务的快速部署、隔离和可移植性。
5. 持续集成与持续部署引入持续集成和持续部署流程,使用工具(如Jenkins或GitLab CI/CD)实现自动化的构建、测试和部署。
这样可以确保每次代码提交都经过自动化测试并且能够快速部署到生产环境。
监控与预警在部署微服务架构后,需要建立一套完善的监控与预警系统,以实时监控各个微服务的性能和健康状况。
可以使用监控工具(如Prometheus、Grafana和ELK Stack)来收集、存储和可视化关键指标,并设置预警规则以及报警通知,及时发现和解决问题。
安全性考虑在微服务架构部署中,安全性是一个重要的考虑因素。
以下是一些安全性措施的建议:- 引入访问控制和身份验证机制,确保只有经过授权的用户可以访问和调用微服务。
- 使用服务网格(如Istio)来实现微服务间的流量管理、安全策略和认证授权等功能。
如何进行微服务架构设计微服务架构是一种将应用程序划分为一系列小型、自治的服务的软件设计模式。
它的出现旨在加快开发速度、提高系统的可维护性和可扩展性。
微服务架构的设计要注意以下几个方面。
一、定义服务边界在进行微服务架构设计时,首先需要明确每个服务的边界。
一个服务应该具有清晰的功能和职责,并通过该服务提供对外的API。
这样可以使得不同的服务之间的耦合度降低,增强可重用性和可组合性。
二、解耦服务之间的通信在微服务架构中,服务之间通常通过API进行通信。
因此,在设计API时需要考虑接口的合理性和易用性。
使用轻量级的通信协议(如RESTful API或消息队列)可以降低组件之间的依赖和耦合度,使系统具有更好的可扩展性和灵活性。
三、保证服务的可用性和弹性为了确保系统的高可用性和弹性,每个服务应该是自治的,具备相应的容错机制。
采用服务注册与发现机制,如ZooKeeper等,可以实现服务的自动发现和弹性路由。
此外,监控和日志系统也是必不可少的,能够及时发现问题并进行故障排除。
四、数据管理和持久化微服务架构中,数据管理和持久化是一个重要的方面。
每个服务应该有自己的数据存储和管理机制,可以选择关系型数据库、NoSQL数据库或分布式存储系统等。
同时,需要注意数据一致性和数据隔离性,避免数据泄露或错误。
五、安全性和权限管理保障系统的安全性和权限管理是微服务架构设计中的重要环节。
在设计时,需要采取适当的安全措施,如身份验证、访问控制、数据加密等,以保护系统免受恶意攻击。
此外,可以使用令牌、密钥管理等方式保证服务之间的安全通信。
六、监控和性能优化对于微服务架构,监控和性能优化是不可或缺的环节。
通过合适的监控系统,如Prometheus、Grafana等,可以实时监测服务的健康状态和请求响应时间。
而性能优化则需要通过合理的设计和调整,提升系统的吞吐量和响应速度。
七、持续集成和持续部署为了更好地实施微服务架构,持续集成和持续部署是必要的。
微服务-架构图上⼀次我们简单介绍了什么是微服务()。
介绍了微服务的来龙去脉,⼀些基础性的概念。
有⼤佬在评论区指出说这根本不是微服务。
由于本⼈的能⼒有限,⼤概也只能理解到这个层次。
先不管它到底是不是微服务吧,既然开篇了,那就硬着头⽪把这个系列写完。
我想不管是对⾃⼰对看官多少还是有点帮助的。
架构图这篇⽂章将从⼀张架构图开始说起(开局⼀张图,内容全靠凑 )。
很多介绍微服务架构的⽂章画的架构图⽐这张图复杂的多。
我根据⾃⼰的理解与实践修改跟精简了⼀下。
上次评论区说.Net只在标题上出现了⼀次,那么这次,⼤概也只会在标题上出现⼀次 。
⼤概从下⼀篇开始就会正式介绍如何使⽤ .net core⼀步步实现⼀个最简微服务系统。
下⾯就开始对照这张架构图进⾏讲解吧。
基础服务层基础服务层是⼀个抽象的概念。
我们把提供基础业务处理能⼒的服务归类到这⼀层。
我们按照模块\领域等概念把服务划分好,最后建成了⼀个个独⽴部署的服务。
它们提供⼀些基础的服务功能,对外提供⼀些api接⼝。
每个服务都有⾃⼰独⽴的数据库,独⽴的运⾏时。
每个服务都可以根据压⼒进⾏伸缩。
这⼀层可以说是微服务架构⾥最核⼼的⼀层。
⽐如⼀个酒店管理系统,我们⼀般可以划分成:“酒店基本信息服务”、“订单服务”、“会员服务”、“⽀付服务”等等基础服务,每个服务都提供⼀些api,⽐如订单服务提供查询下单等服务,⽀付服务提供微信⽀付的⽀付能⼒等等。
当然如何划分都是似情况⽽定的,这⾥只是举个例⼦。
聚合服务层我们已经有了基础服务,为什么还会有聚合服务这⼀层呢。
假设现在⽤户根据订单号查询订单明细的功能。
这个功能可能需要涉及到订单基本信息、⽤户基本信息、会员信息、⽀付信息、房型信息等多个api。
如果有前端直接调⽤基础服务层,那么可能要发送多次http请求。
所以为了效率往往还需要有⼀个服务来聚合跟适配,合并成⼀次请求再对前端提供服务,这样对于前端来说效率相对会⾼⼀些,开发起来也简单很多。
微服务架构中的API网关设计随着近年来互联网的迅速发展,微服务架构已成为业界的热点话题。
微服务架构将应用程序以服务的形式进行拆分,每个服务运行在单独的进程中,服务之间通过轻量级的协议通信。
与传统的单体式应用相比,微服务架构具有模块化、易于扩展、容错性强等优点。
而在微服务架构中,API网关被认为是非常重要的一环,对于整个系统的性能、可靠性等方面具有很大影响。
本文主要探讨微服务架构中API网关的设计相关方面。
一、为什么需要API网关?在微服务架构中,每个服务都是一个独立的进程,通过轻量级的协议进行通信。
这种架构具有很大的灵活性和可扩展性,但也带来了一些挑战。
比如,由于每个服务都采用不同的协议和数据格式,客户端难以统一调用这些服务。
此外,每个服务都需要处理自己的安全、认证、流量控制等问题,增加了系统的复杂度。
为了解决上述问题,API网关应运而生。
API网关是一个入口,客户端只需要通过它来调用服务即可。
API网关通过各种手段(如协议转换、数据转换、流量控制、安全认证等)将客户端请求转发到相应的服务上。
API网关可以大大简化客户端和服务之间的通信,提高系统的可维护性和可扩展性。
二、API网关的设计考虑点在设计API网关时,需要考虑以下几点。
1. 协议转换由于微服务架构中的服务采用不同的协议和数据格式,API网关需要将客户端请求从一种协议转换成另一种协议,例如RESTful API转换成gRPC。
这是一个比较复杂的过程,需要考虑各种数据格式的转换、异常处理、接口版本兼容等问题。
2. 流量控制由于微服务架构中的服务往往规模较小,可能存在短时间内接受大量请求的情况,这容易导致服务的负载过高。
因此,API网关需要对流量进行控制和管理,以及处理超时、重试等问题。
3. 安全认证API网关需要保证系统的安全性,对请求进行身份验证、授权等操作,以防止恶意攻击和非法访问。
API网关可以采用标准的安全认证协议,如OAuth、JWT等。
《微服务架构中的网关设计、实现与深度剖析》一、简介在单体应用程序架构中,客户端(Web 或移动端)通常会通过向后端应用程序发起一次REST 调用来获取数据。
在此架构下,负载均衡器会将请求路由给众多相同的应用程序实例中的一个。
随后,应用程序会查询各类数据库表,并最终将响应返回给客户端。
然而,当步入微服务架构时代,单体应用被精细地切割成多个微服务。
倘若将所有的微服务直接对外暴露,必然会衍生出一系列安全方面的棘手问题,同时内外耦合的程度也会愈发严重。
据相关统计,在没有合理网关管理的情况下,微服务架构中的安全漏洞出现概率会增加约30%。
客户端直接向每个微服务发送请求,所暴露出的问题尤为显著:首先,客户端的需求往往和每个微服务所暴露的细粒度API 难以匹配。
据行业调研,约70%的客户端应用在对接微服务时会面临此困扰。
其次,部分服务使用的协议并非Web 友好协议。
可能使用Thrift 二进制RPC,也可能使用AMQP 消息传递协议,这增加了客户端与服务端的交互复杂性。
再者,微服务的重构面临重重困难。
比如,若要合并两个服务,或者将一个服务拆分成两个或更多服务,这类重构操作的难度系数极高。
据不完全统计,此类重构失败的案例占比高达40%。
另外,服务端的各个服务直接暴露给客户端调用,势必会引发各种各样的问题。
同时,服务端的各个服务在可扩展和伸缩性方面表现极差。
正因如此,API 网关作为微服务架构中的关键基础组件,处于接入层之下和业务服务层之上,上述所提及的功能恰好在API 网关中得以实现。
二、网关概述(一)什么是网关网关的角色定位犹如一个强大的API 架构,其核心使命在于保护、增强以及精准控制对于API 服务的访问。
它宛如一道坚实的屏障,矗立在应用程序或服务(提供REST API 接口服务)之前,全方位地管理授权、访问控制以及流量限制等关键环节。
通过这样的方式,REST API 接口服务得以被网关严密保护,对于所有的调用者而言,整个过程透明且高效。
微服务网关架构设计
目录
1.前言 (3)
2.微服务网关分析 (4)
3.架构设计原则与方法 (5)
4.架构设计与实现 (6)
5.总结 (13)
1.前言
随着应用与技术越来越复杂,无论研发过程或者是运维过程都面临更多困难,为了应对上述困难,马丁提出了微服务概念,这几年微服务应用逐渐流行开来。
微服务应用建设,应当是先建设微服务基础设施,然后在这个基础上拆分应用,可见微服务基础设施建设是实施微服务的核心,而微服务网关就是其中最重要的微服务基础设施之一。
传统网络层的网关主要作用是链接和协议转换,而微服务网关处于应用层,其主要功能是路由转发,当然在微服务环境中,网关作为外部请求和内部系统的桥梁(外部网关)或者内部系统之间转发的桥梁(内部网关),一定会面临很多新的挑战。
比如:
1.请求流量挑战,流量随着时间推移不断增长,或者流量的峰值超出系统处理极
2.系统稳定性,由于网关关联了多个系统,无论哪个系统出现延迟或者异常都可能导致网关不稳
定
3.微服务网关职责划分,正确的职责划分可以优化整个微服务体系,使得整个系统最优雅
2.微服务网关分析
从外部环境看微服务网关面对上述挑战,因此需要深入分析。
首先面对流量的挑战,导致流量变化可能是正常请求也可能是异常请求,这时需要系统自动感知到,如果是异常流量而且接近峰值时,能自动降级或者限制该类请求,如果是正常请求则应该自动扩容,当流量下降后能自动缩容。
其次面对稳定性挑战,导致网关不稳定可能是网关自身问题,也可能是网关依赖的其他系统,因此在网关设计中要加入异常处理、熔断、监控以及故障转移,从程序到运维多个层面解决稳定性问题。
最后面对职责划分挑战,需要从多个视角收集网关的功能点,其核心功能是路由,辅助功能有:数据安全加解密、业务无关数据验证,另外网关还可以实现通用业务功能例如计费、用户验证等。
3.架构设计原则与方法
微服务网关设计与其他系统设计一样,需要按照关注点不同进行分层、分离,关注点分离技术是人们广泛使用的解决复杂问题的一种系统思维方法。
通过上面的分析可知微服务网关包含了核心功能还包含了大量的其他功能,涉及到运维和开发过程,既包含功能要求也包含非功能要求,因此是个复杂的系统。
为了使系统清晰,把微服务网关分成四层,从下往上分别是运维层、服务治理层层、非核心功能层、核心功能层。
在每一层内部再根据不同的关注点分离,例如在服务治理层又分离成限流、降级、监控三个部分。
微服务网关的架构设计方法,根据微服务网关面对的并发性,以及为了维持自身的高可用性,所以采用以下的方法:监控、负载均衡、限流与降级、故障转移、集群、自动扩缩容、熔断,才能满足系统设计要求。
4.架构设计与实现
网关总体架构设计,如上图。
上面两层给出了微服务网关的路由功能和路由表管理,下面两层从运维和服务治理指出了如何实现高可用高性能的微服务网关,微服务网关的部署图如下,包括了注册中心,网关、消息队列和网关后台管理系统,图的下面部分是网关的下游微服务,接下来分别就主要技术点进行阐述。
负载均衡
在当前微服务技术体系中springcloud 是最成熟的,ribbon 是其实现客户端负载均衡的组件,其原理是服务提供者和服务消费者都注册到注册中心,当服务消费者发起向服务提供者的请求时,先从注册中心拿到一组服务提供者列表,然后利用ribbon 实现的负载均衡策略,访问某个服务提供者。
1、引入jar
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>
2、在启动类中添加注解@LoadBalanced、@RibbonClient 等
3、创建ribbon 的负载均衡策略类,可以实现随机策略、顺序策略等7 中策略,可以根据业务需要选择实现方式。
熔断器
在微服务网关应用场景中,可能由于硬件、软件等造成网关依赖的服务不可用,一般刚开始是局部的,小规模的,如果不加处理,故障影响的范围越来越大,最终导致了全局性的后果,在网关应用中,网关会出现同步等待,最终网关资源被占用耗尽。
针对这类依赖服务不可用问题,一般采用熔断机制解决这类问题。
Hystrix 是Netflix 公司设计的针对交互时超时处理和容错的类库,它具有保护系统的能力。
Hystrix 是由熔断器和线程池组成,用户请求是先到熔断器,熔断器根据开关状态,如果开关是打开状态,则不调用线程池,而调用降级服务, 熔断器的三个状态根据调用情况进行转换,熔断器根据状态产生对应的动作。
关闭:熔断器关闭状态,调用失败次数积累,到了阈值(或一定比例)则启动熔断机制;
打开:熔断器打开状态,此时对下游的调用都内部直接返回错误,不走网络,但设计了一个时钟选项,默认的时钟达到了一定时间(这个时间一般设置成平均故障处理时间,也就是MTTR),到了这个时间,进入半熔断状态;
半开:半熔断状态,允许定量的服务请求,如果调用都成功(或一定比例)则认为恢复了,关闭熔断器,否则认为还没好,又回到熔断器打开状态;
Hystrix 的线程隔离作用:Hystrix 在用户请求和服务之间加入了线程池,用户的请求将不再直接访问服务,而是通过线程池中的空闲线程来访问服务,如果线程池已满,则会进行降级处理,用户的请求不会被阻塞,至少可以看到一个执行结果(例如返回友好的提示信息),而不是无休止的等待或者看到系统崩溃。
限流
网关总会面临高并发,限流就是在高并发情况下,限制请求总数,对于超出限流阈值的请求采用拒绝服务、降级服务手段,保证负荷不超过系统处理的上限。
限流采用的算法包括计数器、漏斗桶和令牌桶。
算法比较如下:
Bucket4j 是一款优秀的限流组件,他可以实现针对某个维度在集群中限流,例如,针对某个客户的一个特定接口请求限流,该客户的该接口请求可能被路由到集群中不同节点上,利用Bucket4j 可以计算在集群中的总请求,进而实现限流。
它还有其他优点例如可以通过插件实现日志和监控,有同步和异步接口,可以实现多个维度限流。
监控
网关系统是所有业务系统的门户,是核心系统,网关系统可靠运行是衡量网关系统建设成败的关键因素,通过系统监控可以及时了解系统运行状态,以及可以及时发现系统运行异常,因而系统监控可以提升网关的可用性。
系统监控功能主要包括:监控数据采集、监控数据分析展现、监控报警等。
在网关系统中监控数据采集主要包括:接口成功、失败情况,为了使监控功能和网关核心功能松耦合,采用metris 异步埋点技术或者用通过日志文件埋点等,数据分析可以采用flume 收集日志+kafka+storm(flink)等技术进行实时计算分析,通过计算分析可以了解系统运行状态,发现系统异常情况并进行报警。
安全
由于网关是和外部客户交换数据,在公网上传输数据,因此需要保证数据安全传输,在网关中采用数据加密和签名机制,加密保证数据不会泄密,签名保证数据交互双方身份不可抵赖以及数据的完整性。
数据加密和签名的过程和原理如下。
签名过程:
•发送者:提取消息m 的消息摘要h(m),并使用自己的私钥对摘要h(m) 进行加密,生成签名s。
•发送者将签名s 和消息m 一起,使用接收者发过来的公钥进行加密,获得密文c,发送给接收者。
验签过程:
•接收者接受到密文后,用自己的私钥对其解密,获得明文消息m 和签名s。
•接收者使用client 的公钥解密数字签名s,获得消息摘要h(m)。
•接收者使用相同的方法提取消息m 的消息摘要h(m) 与上一步解密得到的h(m) 进行比较,如果相同则验签成功。
故障转移
网关访问下游服务集群,例如下游某个服务,分别部署在两个节点,如果其中一个节点服务异常,那么是希望网关能否发现有一个节点异常,并且能够不再请求异常节点,而是全部访问正常节点服务,这就是希望实现的故障转移。
由于微服务网关是采用springcloud 的技术体系,所以可供选择的故障转移技术有erueka 或者consul。