微服务网关Gateway实践总结

网络 通信技术
Gateway网关作为微服务架构系统中最先接收请求的一层,可以定义许多策略来保护系统的安全,比如高并发接口的限流,第三方授权验证,遭到恶意攻击时的IP拦截等等,尽量将非法请求在网关中拦截掉,从而保证系统的安全与稳定。

一、Gateway简介

微服务架构中,网关服务通常提供动态路由,以及流量控制与请求识别等核心能力,在之前的篇幅中有说过Zuul组件的使用流程,但是当下Gateway组件是更常规的选择,下面就围绕Gateway的实践做详细分析;

图片

从架构模式上看,网关不管采用什么技术组件,都是在客户端与业务服务中间提供一层拦截与校验的能力,但是相比较Zuul来说,Gateway提供了更强大的功能和卓越的性能;

基于实践的场景来看,在功能上网关更侧重请求方的合法校验,流量管控,以及IP级别的拦截,从架构层面看,通常需要提供灵活的路由机制,比如灰度,负载均衡的策略等,并基于消息机制,进行系统级的安全通知等;

图片

下面围绕客户端、网关层、门面服务的三个节点,分析Gateway的使用细节,即客户端向网关发出请求,经过网关路由到门面服务处理;

二、动态路由

1.基础概念

路由:作为网关中最核心的能力,从源码结构上看,包括ID、请求URI、断言集合、过滤集合等组成;

public class RouteDefinition {
private String id;
private URI uri;
private List<PredicateDefinition> predicates = new ArrayList<>();
private List<FilterDefinition> filters = new ArrayList<>();
}

断言+过滤:通常在断言中定义请求的匹配规则,在过滤中定义请求的处理动作,结构上看都是名称加参数集合,并且支持快捷的方式配置;

public class PredicateDefinition {
private String name;
private Map<String, String> args = new LinkedHashMap<>();
}

public class FilterDefinition {
private String name;
private Map<String, String> args = new LinkedHashMap<>();
}

2.配置路由

以配置的方式,添加facade​服务路由,以路径匹配的方式,如果请求路径错误则断言失败,StripPrefix设置为1,即在过滤中去掉第一个/facade参数;

spring:
application:
name: gateway
cloud:
gateway:
routes:
- id: facade
uri: http://127.0.0.1:8082
predicates:
- Path=/facade/**
filters:
- StripPrefix=1

执行原理如下:

图片

这里是以配置文件的方式,设置facade服务的路由策略,其中指定了路径方式,在Gateway文档中提供了多种路由样例,比如:Header、Cookie、Method、Query、Host等断言方式;

3.编码方式

基于编码的方式管理路由策略,在Gateway文档同样提供了多种参考样例,如果路由服务少并且固定,配置的方式可以解决,如果路由服务很多,并且需要动态添加,那基于库表方式更适合;

@Configuration
public class GateConfig {
@Bean
public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
return builder.routes()
.route("facade",r -> r.path("/facade/**").filters(f -> f.stripPrefix(1))
.uri("http://127.0.0.1:8082")).build();
}
}

4.库表加载

在常规的应用中,从库表中读取路由策略是比较常见的方式,定义路由工厂类并实现RouteDefinitionRepository​接口,涉及加载、添加、删除三个核心方法,然后基于服务类从库中读取数据转换为RouteDefinition对象即可;

图片

@Component
public class DefRouteFactory implements RouteDefinitionRepository {
@Resource
private ConfigRouteService routeService ;
// 加载
@Override
public Flux<RouteDefinition> getRouteDefinitions() {
return Flux.fromIterable(routeService.getRouteDefinitions());
}
// 添加
@Override
public Mono<Void> save(Mono<RouteDefinition> route) {
return route.flatMap(routeDefinition -> { routeService.saveRouter(routeDefinition);
return Mono.empty();
});
}
// 删除
@Override
public Mono<Void> delete(Mono<String> idMono) {
return idMono.flatMap(routeId -> { routeService.removeRouter(routeId);
return Mono.empty();
});
}
}

在源码仓库中采用的就是库表管理的方式,代码逻辑的更多细节可以移步Git参考,此处不再过多粘贴;

三、自定义路由策略

自定义断言,继承AbstractRoutePredicateFactory​类,注意命名以RoutePredicateFactory​结尾,重写apply方法,即可执行特定的匹配规则;

@Component
public class DefCheckRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<DefCheckRoutePredicateFactory.Config> {
public DefCheckRoutePredicateFactory() {
super(Config.class);
}
@Override
public Predicate<ServerWebExchange> apply(Config config) {
return new GatewayPredicate() {
@Override
public boolean test(ServerWebExchange serverWebExchange) {
log.info("DefCheckRoutePredicateFactory:" + config.getName());
return StrUtil.equals("butte",config.getName());
}
};
}
@Data
public static class Config { private String name; }
@Override
public List<String> shortcutFieldOrder() { return Collections.singletonList("name"); }
}

自定义过滤,继承AbstractNameValueGatewayFilterFactory​类,注意命名以GatewayFilterFactory​结尾,重写apply方法,即可执行特定的过滤规则;

@Component
public class DefHeaderGatewayFilterFactory extends AbstractNameValueGatewayFilterFactory {
@Override
public GatewayFilter apply(AbstractNameValueGatewayFilterFactory.NameValueConfig config) {
return (exchange, chain) -> {
log.info("DefHeaderGatewayFilterFactory:"+ config.getName() + "-" + config.getValue());
return chain.filter(exchange);
};
}
}

配置加载方式,此处断言与过滤即快捷的配置方式,所以在命名上要遵守Gateway的约定;

spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: facade
uri: http://127.0.0.1:8082
predicates:
- Path=/facade/**
- DefCheck=butte
filters:
- StripPrefix=1
- DefHeader=cicada,smile

通常来说,在应用级的系统中都需要进行断言和过滤的策略自定义,以提供业务或者架构层面的支撑,完成更加细致的规则校验,尤其在相同服务多版本并行时,可以更好的管理路由策略,从而避免分支之间的影响;

四、全局过滤器

在路由中采用的过滤是GatewayFilter​,实际Gateway中还提供了GlobalFilter全局过滤器,虽然从结构上看十分相似,但是其职责是有本质区别的;

全局过滤器1:打印请求ID

@Component
@Order(1)
public class DefOneGlobalFilter implements GlobalFilter {
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
log.info("request-id:{}",exchange.getRequest().getId()) ;
return chain.filter(exchange);
}
}

全局过滤器2:打印请求URI

@Component
@Order(2)
public class DefTwoGlobalFilter implements GlobalFilter {
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
log.info("request-uri:{}",exchange.getRequest().getURI()) ;
return chain.filter(exchange);
}
}

Gateway网关作为微服务架构系统中最先接收请求的一层,可以定义许多策略来保护系统的安全,比如高并发接口的限流,第三方授权验证,遭到恶意攻击时的IP拦截等等,尽量将非法请求在网关中拦截掉,从而保证系统的安全与稳定。

五、参考源码

应用仓库:https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

组件封装:https://gitee.com/cicadasmile/butte-frame-parent

责任编辑:武晓燕 来源: 知了一笑
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