网关服务设计

second60  20180408

1 什么是网关服务

  通常情况，服务内部的各个进程是独立的，如果外部服务需要访问内部的服务，就必须通过网关服务（gateway service）。

1.1 网关的作用

网关服务，通常是外部访问的唯一接口，访问内部的所有服务都必须先经过网关服务。网关服务的主要功能是消息解析过滤，路由，转发等。

1.2 网关的目的

a)统一性：网关可以使外接服务调用统一接口，而无须知道内部具体实现

b)无状态：网关是状态无关，所以外部服务可连到任何一个网关处理服务

c)扩展性：网关可无限扩展的，分布到不同机器，不同地域，实现不同地区跨服处理

d)安全性网关使内部服务更加安全，当某一网关受到攻击或coredump，可以切换到其他服处理

1.3 通用网关服务图

1.4 网关服务流程

外部服务连接网关，要进行服务处理，必先把消息发送到网关，然后网关再解析后转发到相关服务进行处理，处理完后再发送消息给外部服务。

流程分解：

a) 外部服务发送消息到网关

b) 网关对消息进行（部份）解析和过滤

c) 网关转发到指定服务处理

d) 指定服务转发结果给网关服

e) 网关服再转发给外部服务

2 网关服的功能分析

网关服务的主要功能是消息解析过滤，路由，转发等。下面将分析三个主要功能和实现。

2.1 消息解析过滤

在外部服务发送消息到网关服务后，网关服务第一部要做的就是消息处理。消息处理包括：协议解析，协议过滤，协议分发

假设，定义的协议格式为：

其中：

长度：为两个字节，是整个消息的长度（字段+命令+子命令+加密消息内容）

命令：一字节，是大协议命令

子命令：为命令的子命令（可有可无）

加密消息内容：为加密后的消息内容

（当然还可以加一些加密的密钥信息，及携带信息uid等，这里只介绍最常用的处理方法）

2.1.1 协议解析

协议解析通常是协议头的解析。协议解析，可以分两种：部份解析，全部解析。

部份解析：即只解析协议头部，如上面协议为：长度，命令，子命令。消息内容的加密解析由处理的服务去解析。

优点是：节省解密处理时间

缺点是：内部每个服务都进行解密处理。

全部解析：把整个消息都解析，解密。

优点是：统一解密处理，内部服务可以无须再解密，还有及时处理解密错误

缺点是：网关服务效率会有降低

2.1.2 消息过滤

  在TCP层收到一条消息后，协议格式错误，命令字错误，长度不正确，或解密不正确等消息，将会进行过滤处理，并记录。同时，也可对非法用户，非法IP等在网关服务层进行过滤处理，从而增强了内部服务的安全性，大大减轻内部服务的压力。

过滤条件：

a) 协议格式错误

b) 命令字未定义

c) 长度不正确

d) 解密不正确

e) 黑名单用户

d) 黑名单IP

过滤条件，根据实际需求增减。

2.2 路由

路由，简单地说，是就找一个从源到目的最优路径。网关服务，也会维护一份路由表。

2.2.1 路由表

路由表的维护分两种：静态路由表和动态路由表。

静态路由表：是本地的，可以设定一些默认的路由服务到本地文件。当服务启动时，先加载本地路由表进行服务互连。

动态路由表：是服务启动后，启定时器定时去读取动态路由的信息，新增或修改路由后都能及时感知。

例如，路由表定义如下：

路由表还可以加其他信息，如跨地区，跨服，分服，分组等。具体看需求。

动态路由的获取方法：

a) 采用http方法读取（建议）

b) 路由表存在数据库中

c) 路由表存在本地

采用http方法是最常用的方法之一。

2.2.2 路由表的维护

在2.2.1中，虽然读取了路由表，但并不等于服务都是存在的，可能会存在服务未启动，或服务不存在等。所以网关服务要和其他服务定时试探并互联。

网关服务，会每隔一段时间，对路由表中的其他服务进行试探，如果没有连接，会试探连接。

连接状态如下：

a) 未连接

b) 连接中

c) 连接成功

d) 连接断开

e) 退休中

路由表流程：

a) 服务开启，读取本地路由配置

b) 服务开启后，定时（每隔一分钟），读取动态路由配置

c) 对读取的路由配置中的服务进行试探并连接

d) 重启路由表服务状态

参考:

map[“service_id”] = 1

map[“service_role”] = serviceA

map[“service_ip”] = 127.0.0.1

map[“service_port”] = 5001

map[“service_state”] = EService_Connect;

map[“service_zone”] = zone1 (可用集群用)

map[“service_region”]=region1(分区分服)

map[“service_cmd”]=cmd1,cmd2,cmd3,cmd4

2.3 转发

转发，即把正常解析后的消息，根据路由规则，转发到相关的服务。

转发的流程为：

a) 可根据服务命令字cmd查找到可用的某个对应最优服务

b) 把正确解析消息转发到相关服务进行处理

转发规则：规则有很多，可以按命令字转发，也可以按角色进行转发，规则是死的，人是活的。具体的规则按需求定义。

参考:

为从map中，查找一个最优的，存活的服务进行处理。

3. 其他

此文只介绍和网关的大体原理和功能，里面有很多细节，后面再补充，如怎么样去负载均衡，怎么样去找一个最优的网关服务，怎么加解密等。原理懂了，代码不是问题。

最后

以上就是鳗鱼电脑为你收集整理的[架构]网关服务设计网关服务设计1 什么是网关服务2 网关服的功能分析3. 其他的全部内容，希望文章能够帮你解决[架构]网关服务设计网关服务设计1 什么是网关服务2 网关服的功能分析3. 其他所遇到的程序开发问题。

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