普元EOS 8閘道器設計及應用

EOS8 閘道器部署拓撲架構

EOS 8 API Gateway 有兩種部署模式。

1. EOS 8 API Gateway可以不依賴微服務架構中的註冊中心、配置中心進行單獨部署。整個生命週期中API鑑權、ip認證、流控、配置管理，協議資料轉換和呼叫日誌監控等功能依然具備。但是依賴註冊中心的服務路由、配置中心的統一配置API、監控/日誌中心的後端服務監控等功能會缺失。

2. EOS 8 API Gateway 作為微服務治理的重要成員，可依賴註冊中心、配置中心和監控/日誌中心做微服務治理。

   a、將API Gateway、後端應用註冊到註冊中心。當配置需要管理的API時，可選擇註冊中心的應用，亦可手動輸入後端服務地址。

   b、在配置中心可以對閘道器API進行統一配置，譬如：統一配置請求頭響應頭、統一請求引數響應引數等。

   c、監控/日誌中心可以監控註冊到註冊中心的後端服務呼叫和資源使用情況。

管理門戶（Governor）是EOS 8微服務架構中服務治理和資產管理的門戶，由管理員頁面操作，進行API配置釋出、API分組管理、黑白名單配置、流控配置、系統/應用註冊、統一配置等操作，不過上述的功能的介面都有詳細的swagger文件，可以根據需求自行擴充套件。

API_Gateway_Monitor是閘道器自帶的日誌解析元件。閘道器現支援Mysql、Oracle、PG資料庫，Redis存放流控資料。

EOS8 閘道器部署拓撲架構主要技術

註冊中心使用Spring Cloud Eureka，配置中心使用Ctrip Apollo。

閘道器主要的技術框架：

1. 閘道器使用了Oauth2鑑權技術（後續配合IAM做許可權校驗）。

2. 在java8、Spring4的大環境下，Spring Boot加大了開發效率。

3. 嵌入了Jetty容器讓閘道器更輕，讓系統效能維持在一個可接受狀態。

4. 使用了基於傳輸層的Netty框架，提供非同步的、事件驅動的網路應用程式框架，為我們核心框架分階段訊息非同步處理架構奠定基礎。

分階段訊息非同步處理

可以將一次請求Api Gateway，並從API Gateway獲得響應視為整個流程。

1. 邏輯分段。將整個流程劃分成：請求接入/響應接出、代理服務處理、業務服務處理、請求接出/響應接入四個業務Stage。

2. 段之間基於佇列/訊息通訊。每個業務Stage都有自己獨立的業務處理Event Handler、Event Queue和執行緒池，每個階段之間沒有任何依賴，當前的Stage事件處理完成，封裝到Message中，然後派發到其他Stage的Event Queue，直到整個Stage處理完成有Nio Client或者Ribbon Client接出。當Event queue吸納過量的負載，有限的執行緒池維持併發。

3. Stage控制器負責資源的分配和排程，控制派發給Event Handler的事件的數量和順序，Event Handler可能在內部丟棄、過濾、重排序事件。

分階段訊息非同步處理架構實現了EOS 8閘道器高併發請求全週期非同步化。

API Gateway 提供了統一的API管理

EOS 8 API Gateway從功能層面提供了統一的API管理。

首先，具有多協議接入和接出，例如HTTP協議、REST協議、WS協議等，釋出出來的API可供企業內部系統、第三方應用系統和前端研發人員呼叫。

其次，在服務接入層，實現了許可權認證、IP認證和使用者名稱密碼認證，再加上可靠的流控機制保障了通過閘道器的傳輸安全。

最後，Api Gateway Server服務引擎有以下幾個內容：

1. Api Gateway Server內部實現了協議擴充套件和訊息轉換，根據需求在Governor管理頁面進行配置。

2. Server端的接出由Ribbon Client實現，可根據Eureka註冊的應用進行路由。

3. 流控資料皆儲存在Redis中，在有限的JVM資源下優先保障傳輸效率。

4. server附帶的普元自主研發的API Gateway Monitor，可以輕鬆解析千萬級併發呼叫的日誌檔案，為governor呈現有效的API的呼叫詳情和呼叫趨勢。

5. API Gateway可使用F5或者Nginx進行橫向擴充套件，應對更大呼叫需求。

6. 斷路器機制可以有效的保護JVM主執行緒，為傳輸安全提供保障。

豐富的服務引擎使API管理更加完善。

如何使用EOS 8閘道器？用EOS 8閘道器如何註冊和釋出一個API？服務消費者系統又如何根據token呼叫已釋出的閘道器？

API註冊

建立後端應用

如果需要API Gateway動態路由到後端應用，需要將該應用服務註冊到Eureka，然後在Governor註冊。為API註冊選擇後端服務時做好準備。

建立API第一步（配置基本資訊）

建立API第一步配置基本資訊，對需要註冊的API進行定義分組、協議、名稱的配置。

建立API第二步（配置API接入【協議/資料轉換】）

建立API第二步，配置API接入，當外部系統呼叫閘道器釋出的API時涉及到的配置。

一共有四個基本配置：

1. “請求Path”是API的URI。

2. “HTTP Method”是http請求的方法。

3. “入參模式”分兩種：穿透和轉換，穿透與轉換的區別是前者閘道器在服務呼叫生命週期只做代理轉發，後者可以對請求報文進行適配和轉換。

4. “報文型別”請求報文的資料型別，預設有：JSON、XML、FORM表單，如有其他需求，可在資料字典擴充套件。

本次示例是http穿透，路徑引數 ”num1“加入了引數列表，引數列表中定義過的引數皆可在後端服務的Path、Header、Body中使用。

在系統對接過程，常見的API適配有json轉json、xml轉json、json轉xml。

在EOS8 API Gateway中，無論請求方的報文是什麼格式的，只要能在請求的Path、Header或者Body中提取出後端服務請求所需的報文資料，便可重構後端服務請求報文。

如圖所示，在入參定義中，當提取HTTP報文體，”引數路徑“是根據報文型別而選擇，當請求報文是JSON格式，用“$.*”JSONPath提取引數，當報文是XML格式，就用“/*/*”XPath提取引數。

將請求報文的關鍵資料都提取出來儲存到引數列表中，待後端服務配置使用。

建立API第三步（配置API後端服務）

建立API第三步，配置API後端服務。

一共有6個基本配置：

1. “後端協議”是請求後端服務的網路協議（HTTPS協議將在下個版本加入）。

2. “服務地址”是後端服務的地址，如果部署架構中將閘道器獨立部署，這裡可以選擇“手動輸入”配置後端服務，如果部署EOS8微服務架構，可選擇“應用”進行動態路由。

3. “HTTP Method”是請求後端服務的方法。

4. “超時時間”是後端服務響應的熔斷時間。

5. “後端請求Path”是後端服務請求的URI。

6. “報文型別”是請求後端服務的請求報文型別。

後端服務引數中，可根據引數位置配置引數路徑，如：在“後端請求Path””/json/library/book/{library}”路徑中，library可作為引數路徑變數，在引數列表中找到對應的引數進行賦值。

對於後端服務報文的重構，根據已知的後端服務請求報文格式，使用了VTL語言重構，使用引數列表中的引數對重構報文的value進行賦值。VTL重構的報文示例：

{
"id":"$ReqBody_Did.asText()",
"name":"$ReqBody_Dname.asText()",
"isbn":"$ReqBody_Disbn.asText()",
"author":"$ReqBody_Dauthor.asText()",
"price":$ReqBody_Dprice.asText()
}

關於VTL指令碼語言更多介紹請參考(http://t.cn/EGsgPrP)

建立API第四步（響應結果配置）

建立API第四步，響應結果配置。

• “返回ContentType”配置後端服務響應的報文型別。

• “錯誤碼定義”可以自定義後端服務非正常響應。

到這裡，一個完整的實現了報文轉換的API註冊成功，接下來介紹剛註冊好的API如何新增策略配置。

API策略配置

ip配置

首先建立黑白名單策略，“控制型別”可選擇黑名單或者白名單，“IP列表”可用正規表示式定義，然後在剛剛建立好的白名單策略上繫結API，繫結成功則白名單策略生效。

呼叫數配置

首先建立呼叫數控制策略，配置單位時間內的API被呼叫次數和單位時間內呼叫方的呼叫次數，然後在剛剛建立好的呼叫數策略上繫結API，繫結成功則呼叫數策略生效。

接下來開始介紹如何呼叫API。

呼叫API

API釋出

API處於“已釋出”狀態才能被呼叫。

建立呼叫方系統

首先建立呼叫方系統。

呼叫方系統訂閱API

然後呼叫方系統訂閱API。

獲取閘道器頒發給呼叫方系統的憑證token

訂閱完成後，閘道器會頒發一個令牌，呼叫系統想要呼叫剛才訂閱的API需要傳這個令牌做認證。

呼叫系統呼叫訂閱後的API

請求已釋出的API，將剛剛獲取的令牌放入“access_token”請求頭中，在IP策略和呼叫數策略允許範圍內，呼叫成功。

多呼叫幾次後，監控呼叫詳情。

API呼叫監控

剛才呼叫後，API Gateway Server會產生日誌檔案，API_Gateway_Monitor自動解析完日誌後會產生監控資料，如上圖展示。