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聊一聊微服務網關 Kong

作者：朱小廝
開發 架構
Kong 是由 Mashape 開發的并于2015年開源的一款API 網關，它是基于OpenResty(Nginx + Lua模塊)和 Apache Cassandra/PostgreSQL 構建的，能提供易于使用的RESTful API來操作和配置API管理系統。Kong 可以水平擴展多個 Kong Server，通過前置的負載均衡配置把請求均勻地分發到各個Server，來應對大批量的網絡請求。

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 Kong 是由 Mashape 開發的并于2015年開源的一款API 網關，它是基于OpenResty(Nginx + Lua模塊)和 Apache Cassandra/PostgreSQL 構建的，能提供易于使用的RESTful API來操作和配置API管理系統。Kong 可以水平擴展多個 Kong Server，通過前置的負載均衡配置把請求均勻地分發到各個Server，來應對大批量的網絡請求。

 

 

 

 

Kong 的擴展是通過插件機制進行的，并且也提供了插件的定制示例方法。插件定義了一個請求從進入到最后反饋到客戶端的整個生命周期，所以可以滿足大部分的定制需求，本身 Kong 也已經集成了相當多的插件，包括密鑰認證、CORS、文件日志、API 請求限流、請求轉發、健康檢查、熔斷等。官網地址：https://konghq.com/，代碼托管地址：https://github.com/Kong/kong。

Nginx、Openresty和Kong三者緊密相連：

  • Nginx = Http Server + Reversed Proxy + Load Balancer
  • Openresty = Nginx + Lua-nginx-module，Openresty是寄生在 Nginx 上，暴露 Nginx 處理的各個階段的鉤子， 使用 Lua 擴展 Nginx
  • Kong = Openresty + Customized Framework，Kong作為 OpenResty 的一個應用程序

在使用Kong之前，最好新了解一下 OpenResty和Nginx

Kong 網關具有以下的特性：

  • 可擴展性: 通過簡單地添加更多的服務器，可以輕松地進行橫向擴展，這意味著您的平臺可以在一個較低負載的情況下處理任何請求。
  • 模塊化: 可以通過添加新的插件進行擴展，這些插件可以通過RESTful Admin API輕松配置。
  • 在任何基礎架構上運行: Kong 網關可以在任何地方都能運行。可以在云或內部網絡環境中部署 Kong，包括單個或多個數據中心設置，以及 public，private 或 invite-only APIs。

Kong的整體架構如下所示：

 

 

 

  • Kong Restful 管理API提供了API、API消費者、插件、upstreams、證書等管理。
  • Kong 插件攔截請求/響應，相當于 Servlet中的攔截器，實現請求的AOP處理。
  • 數據中心用于存儲 Kong 集群節點信息、API、消費者、插件等信息，目前提供了PostgreSQL和Cassandra支持，如果需要高可用建議使用Cassandra。
  • Kong 集群中的節點通過 Gossip 協議自動發現其他節點，當通過一個 Kong 節點的管理 API 進行一些變更時也會通知其他節點。每個 Kong 節點的配置信息是會緩存的，如插件，那么當在某一個 Kong 節點修改了插件配置時，需要通知其他節點配置的變更。
  • Kong 核心基于 OpenResty，實現了請求/響應的 Lua 處理化。

Kong 網關的API接口的典型請求工作流程如下圖所示：

 

 

 

當 Kong 運行時，每個對 API 的請求將先被 Kong 命中，然后這個請求將會被代理轉發到最終的 API 接口。在請求(Requests)和響應(Responses)之間，Kong 將會執行已經事先安裝和配置好的任何插件，授權 API 訪問操作。Kong 是每個API請求的入口點(Endpoint)。

InstallKong

可運行在某些 Linux 發行版、Mac OS X 和 Docker 中，無論是本地機還是云端服務器皆可運行。除了免費的開源版本，Mashape 還提供了付費的企業版[1]，其中包括技術支持、使用培訓服務以及 API 分析插件。

 

 

 

為了演示方便，下面就以Docker環境中部署Kong為例來做相關講解，內容參考官網：https://docs.konghq.com/install/docker/。Kong 安裝有兩種方式，一種是沒有數據庫依賴的DB-less 模式，另一種是with a Database 模式。我們這里使用第二種帶Database的模式，因為這種模式功能更全。

1. 構建 Kong 的容器網絡

首先我們創建一個 docker 自定義網絡，以允許容器相互發現和通信。在下面的創建命令中 kong-net 是我們創建的Docker網絡名稱。

 

  1. $ docker network create kong-net 

2. 搭建數據庫環境

Kong 目前使用 Cassandra 或者PostgreSQL，你可以執行以下命令中的一個來選擇你的Database。請注意定義網絡 --network=kong-net 。

使用Cassandra：

 

  1. docker run -d --name kong-database \ 
  2.               --network=kong-net \ 
  3.               -p 9042:9042 \ 
  4.               cassandra:3 

使用 PostgreSQL:

 

  1. $ docker run -d --name kong-database \ 
  2.               --network=kong-net \ 
  3.               -p 5432:5432 \ 
  4.               -e "POSTGRES_USER=kong" \ 
  5.               -e "POSTGRES_DB=kong" \ 
  6.               -e "POSTGRES_PASSWORD=kong" \ 
  7.               postgres:9.6 

3. 初始化或者遷移數據庫

我們使用docker run --rm來初始化數據庫，該命令執行后會退出容器而保留內部的數據卷(volume)。這個命令我們還是要注意的，一定要跟你聲明的網絡，數據庫類型、host名稱一致。同時注意Kong的版本號，注：當前 Kong 最新版本為 2.x，不過目前的kong-dashboard (Kong Admin UI) 尚未支持 2.x 版的Kong，為了方便后面的演示，這里以最新的 1.x 版的Kong作為演示。(截止2020-04-24時，Kong 最新版為1.5.1)

下面指定的數據庫是 PostgreSQL，如果連接的是 Cassandra，可以將下面的 KONG_DATABASE 配置為 cassandra。

 

  1. $ docker run --rm \ 
  2.      --network=kong-net \ 
  3.      -e "KONG_DATABASE=postgres" \ 
  4.      -e "KONG_PG_HOST=kong-database" \ 
  5.      -e "KONG_PG_PASSWORD=kong" \ 
  6.      -e "KONG_CASSANDRA_CONTACT_POINTS=kong-database" \ 
  7.      kong:1.5.1 kong migrations bootstrap 

4. 啟動 Kong 容器

完成初始化或者遷移數據庫后，我們就可以啟動一個連接到數據庫容器的 Kong 容器，請務必保證你的數據庫容器啟動狀態，同時檢查所有的環境參數 -e 是否是你定義的環境。

 

  1. $ docker run -d --name kong \ 
  2.     --network=kong-net \ 
  3.     -e "KONG_DATABASE=postgres" \ 
  4.     -e "KONG_PG_HOST=kong-database" \ 
  5.     -e "KONG_PG_PASSWORD=kong" \ 
  6.     -e "KONG_CASSANDRA_CONTACT_POINTS=kong-database" \ 
  7.     -e "KONG_PROXY_ACCESS_LOG=/dev/stdout" \ 
  8.     -e "KONG_ADMIN_ACCESS_LOG=/dev/stdout" \ 
  9.     -e "KONG_PROXY_ERROR_LOG=/dev/stderr" \ 
  10.     -e "KONG_ADMIN_ERROR_LOG=/dev/stderr" \ 
  11.     -e "KONG_ADMIN_LISTEN=0.0.0.0:8001, 0.0.0.0:8444 ssl" \ 
  12.     -p 8000:8000 \ 
  13.     -p 8443:8443 \ 
  14.     -p 8001:8001 \ 
  15.     -p 8444:8444 \ 
  16.     kong:1.5.1 

Kong 默認綁定4個端口：

  • 8000：用來接收客戶端的 HTTP 請求，并轉發到 upstream。
  • 8443：用來接收客戶端的 HTTPS 請求，并轉發到 upstream。
  • 8001：HTTP 監聽的 API 管理接口。
  • 8444：HTTPS 監聽的 API 管理接口。

到這里，Kong 已經安裝完畢，我們可以使用 docker ps命令查看當前運行容器，正常情況下可以看到 Kong 和 PostgreSQL 的兩個容器：

 

  1. $ docker ps 
  2. CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                                                NAMES 
  3. a28160da4a9d        kong:latest         "/docker-entrypoint.…"   10 seconds ago      Up 9 seconds        0.0.0.0:8000-8001->8000-8001/tcp, 0.0.0.0:8443-8444->8443-8444/tcp   kong 
  4. 6c85a2e5491f        postgres:9.6        "docker-entrypoint.s…"   31 minutes ago      Up 31 minutes       0.0.0.0:5432->5432/tcp                                               kong-database 

我們可以通過 curl -i http://localhost:8001/ 來查看 Kong 是否運行完好。

Kong UI

Kong 企業版提供了管理UI，開源版本是沒有的。但是有很多的開源的管理 UI ，其中比較 Fashion的有Kong Dashboard和 Konga。Kong Dashboard 當前最新版本(3.6.x)并不支持最新版本的 Kong，最后一次更新也要追溯到1年多以前了，選擇 Konga 會更好一點。這里簡單介紹一下Kong Dashboard和 Konga。

Kong Dashboard

Kong Dashboard的Github地址為：https://github.com/PGBI/kong-dashboard。docker 環境中安裝運行如下：

 

  1. $ docker run --rm  \ 
  2. --network=kong-net \ 
  3. -p 8080:8080 \ 
  4. pgbi/kong-dashboard start \ 
  5. --kong-url http://kong:8001 

啟動之后，可以在瀏覽器中輸入 http://localhost:8080來訪問 Kong Dashboard 管理界面。

 

 

 

Konga

Konga (官網地址：https://pantsel.github.io/konga/，Github地址：https://github.com/pantsel/konga)可以很好地通過UI觀察到現在 Kong 的所有的配置，并且可以對于管理 Kong 節點情況進行查看、監控和預警。Konga 主要是用 AngularJS 寫的，運行于nodejs服務端。具有以下特性：

  • 管理所有Kong Admin API對象。
  • 支持從遠程源(數據庫，文件，API等)導入使用者。
  • 管理多個Kong節點。使用快照備份，還原和遷移Kong節點。
  • 使用運行狀況檢查監視節點和API狀態。
  • 支持電子郵件和閑置通知。
  • 支持多用戶。
  • 易于數據庫集成(MySQL，PostgresSQL，MongoDB，SQL Server)。

下面使用的 PostgresSQL 是和上面在docker環境中安裝 Kong時的是一致的，注意用戶名、密碼、數據庫名稱等配置，docker環境安裝啟動 Konga:

 

  1. $ docker run  -d -p 1337:1337 \ 
  2.         --network kong-net \ 
  3.         --name konga \ 
  4.         -e "DB_ADAPTER=postgres" \ 
  5.         -e "DB_URI=postgresql://kong:kong@kong-database/kong" \ 
  6.         pantsel/konga 

如果Konga容器啟動成功，可以通過 http://localhost:1337/訪問管理界面。通過注冊后進入，然后在 CONNECTIONS 中添加 Kong 服務的管理路徑http://xxx.xxx.xxx.xxx:8001。Konga管理界面示例如下：

 

 

 

Kong Admin API

部署好 Kong 之后，則需要將我們自己的接口加入到 Kong 的中管理，Kong 提供了比較全面的RESTful API，每個版本會有所不同，詳細可以參考官網：https://docs.konghq.com/2.0.x/admin-api/。Kong 管理API的端口是8001(8044)，服務、路由、配置都是通過這個端口進行管理，所以部署好之后頁面可以直接訪問 http://localhost:8001。

這里我們先來了解一下如何使用 RESTful 管理接口來管理 Service (服務)、Route(路由)。

1. 添加一個Service

 

  1. $ curl -i -X POST http://localhost:8001/services \ 
  2. --data name=hello-service \ 
  3. --data url='http://xxx.xxx.xxx.xxx:8081/hello' 

這里的 'http://xxx.xxx.xxx.xxx:8081/hello' 是在《網關 Zuul 科普》中提及的一個簡單的基礎服務接口，調用這個接口會返回 Hello!。

客戶端調用 Service 名稱 hello-service 訪問 'http://xxx.xxx.xxx.xxx:8081/hello'。添加成功后，系統將返回：

 

  1. { 
  2.   "host": "xxx.xxx.xxx.xxx", 
  3.   "created_at": 1587959433, 
  4.   "connect_timeout": 60000, 
  5.   "id": "d96f418a-8158-4b1d-844d-ed994fdbcc2c", 
  6.   "protocol": "http", 
  7.   "name": "hello-service", 
  8.   "read_timeout": 60000, 
  9.   "port": 8081, 
  10.   "path": "\/hello", 
  11.   "updated_at": 1587959433, 
  12.   "retries": 5, 
  13.   "write_timeout": 60000, 
  14.   "tags": null, 
  15.   "client_certificate": null 
  16. } 

2. 為 Service 添加一個 Route

 

  1. $ curl -i -X POST \ 
  2. --url http://localhost:8001/services/hello-service/routes \ 
  3. --data 'paths[]=/hello' \ 
  4. --data name=hello-route 

添加成功后，系統將返回：

 

  1. { 
  2.   "id": "667bafde-7ca4-4fc4-b4f1-15c3cbec0b09", 
  3.   "path_handling": "v1", 
  4.   "paths": [ 
  5.     "\/hello" 
  6.   ], 
  7.   "destinations": null, 
  8.   "headers": null, 
  9.   "protocols": [ 
  10.     "http", 
  11.     "https" 
  12.   ], 
  13.   "methods": null, 
  14.   "snis": null, 
  15.   "service": { 
  16.     "id": "d96f418a-8158-4b1d-844d-ed994fdbcc2c" 
  17.   }, 
  18.   "name": hello-route, 
  19.   "strip_path": true, 
  20.   "preserve_host": false, 
  21.   "regex_priority": 0, 
  22.   "updated_at": 1587959468, 
  23.   "sources": null, 
  24.   "hosts": null, 
  25.   "https_redirect_status_code": 426, 
  26.   "tags": null, 
  27.   "created_at": 1587959468 
  28. } 

3. 驗證

我們可以通過訪問 http://localhost:8000/hello 來驗證一下配置是否正確。

前面的操作就等效于配置 nginx.conf:

 

  1. server { 
  2.   listen 8000; 
  3.   location /hello { 
  4.     proxy_pass http://xxx.xxx.xxx.xxx8081/hello; 
  5.   } 
  6. } 

不過，前面的配置操作都是動態的，無需像 Nginx一樣需要重啟。

Service是抽象層面的服務，它可以直接映射到一個物理服務，也可以指向一個Upstream(同Nginx中的Upstream，是對上游服務器的抽象)。Route是路由的抽象，它負責將實際的請求映射到 Service。除了Serivce、Route之外，還有 Tag、Consumer、Plugin、Certificate、SNI、Upstream、Target等，讀者可以從官網的介紹文檔[2]中了解全貌。

下面在演示一個例子，修改 Service，將其映射到一個 Upstream：

 

  1. # 添加 name為 hello-upstream 的 Upstream 
  2. $ curl -i -X POST http://localhost:8001/upstreams \ 
  3. --data name=hello-upstream 
  4.  
  5. # 為 mock-upstream 添加 Target，Target 代表了一個物理服務（IP地址/hostname + port的抽象），一個Upstream可以包含多個Targets 
  6. $ curl -i -X POST http://localhost:8001/upstreams/hello-upstream/targets \ 
  7. --data target="xxx.xxx.xxx.xxx:8081" 
  8.  
  9. # 修改  hello-service，為其配置 
  10. $ curl -i -X PATCH http://localhost:8001/services/hello-service \ 
  11. --data url='http://hello-upstream/hello' 

上面的配置等同于 Nginx 中的nginx.conf配置 :

 

  1. upstream hello-upstream{ 
  2.   server xxx.xxx.xxx.xxx:8081; 
  3. } 
  4.  
  5. server { 
  6.   listen 8000; 
  7.   location /hello { 
  8.     proxy_pass http://hello-upstream/hello; 
  9.   } 
  10. } 

當然，這里的配置我們也可以通過管理界面來操作。上面操作完之后，在Konga中也有相關信息展示出來：

 

 

 

 

 

 

 

Kong Plugins

Kong通過插件Plugins實現日志記錄、安全檢測、性能監控和負載均衡等功能。下面我將演示一個例子，通過啟動 apikey 實現簡單網關安全檢驗。

1. 配置 key-auth 插件

 

  1. $ curl -i -X POST http://localhost:8001/routes/hello-route/plugins \ 
  2. --data name=key-auth 

這個插件接收config.key_names定義參數，默認參數名稱 ['apikey']。在HTTP請求中 header和params參數中包含apikey參數，參數值必須apikey密鑰，Kong網關將堅持密鑰，驗證通過才可以訪問后續服務。

此時我們使用 curl -i http://localhost:8000/hello 來驗證一下是否生效，如果如下所示，訪問失敗(HTTP/1.1 401 Unauthorized，"No API key found in request" )，說明 Kong 安全機制生效了。

 

  1. HTTP/1.1 401 Unauthorized 
  2. Date: Mon, 27 Apr 2020 06:44:58 GMT 
  3. Content-Type: application/json; charset=utf-8 
  4. Connection: keep-alive 
  5. WWW-Authenticate: Key realm="kong" 
  6. Content-Length: 41 
  7. X-Kong-Response-Latency: 2 
  8. Server: kong/1.5.1 
  9.  
  10. {"message":"No API key found in request"} 

在Konga中我們也可以看到相關記錄：

 

 

 

2. 為Service添加服務消費者(Consumer)，定義消費者訪問 API Key, 讓他擁有訪問hello-service的權限。

創建消費者 Hidden：

 

  1. $ curl -i -X POST http://localhost:8001/consumers/ \ 
  2. --data username=Hidden 

創建成功之后，返回：

 

  1. { 
  2.   "custom_id": null, 
  3.   "created_at": 1587970751, 
  4.   "id": "95546c8f-248c-45c7-bce5-d972d3d9291a", 
  5.   "tags": null, 
  6.   "username": "Hidden" 
  7. } 
  8. 之后為消 

之后為消費者 Hidden 創建一個 api key，輸入如下命令：

 

  1. $ curl -i -X POST http://localhost:8001/consumers/Hidden/key-auth/ \ 
  2. --data key=ENTER_KEY_HERE 

現在我們再來驗證一下http://localhost:8000/hello：

 

  1. $ curl -i -X GET http://localhost:8000/hello \ 
  2. --header "apikey:ENTER_KEY_HERE" 

返回：

 

  1. HTTP/1.1 200 
  2. Content-Type: text/plain;charset=UTF-8 
  3. Content-Length: 7 
  4. Connection: keep-alive 
  5. Date: Mon, 27 Apr 2020 07:08:38 GMT 
  6. X-Kong-Upstream-Latency: 116 
  7. X-Kong-Proxy-Latency: 71 
  8. Via: kong/1.5.1 
  9.  
  10. Hello! 

Well done.

Kong 官網(https://docs.konghq.com/hub/)列出了已有的所有插件，如下圖所示：

 

 

 

Kong 網關插件概括為如下：

  • 身份認證插件：Kong提供了Basic Authentication、Key authentication、OAuth2.0 authentication、HMAC authentication、JWT、LDAP authentication認證實現。
  • 安全控制插件：ACL(訪問控制)、CORS(跨域資源共享)、動態SSL、IP限制、爬蟲檢測實現。
  • 流量控制插件：請求限流(基于請求計數限流)、上游響應限流(根據upstream響應計數限流)、請求大小限制。限流支持本地、Redis和集群限流模式。
  • 分析監控插件：Galileo(記錄請求和響應數據，實現API分析)、Datadog(記錄API Metric如請求次數、請求大小、響應狀態和延遲，可視化API Metric)、Runscope(記錄請求和響應數據，實現API性能測試和監控)。
  • 協議轉換插件：請求轉換(在轉發到upstream之前修改請求)、響應轉換(在upstream響應返回給客戶端之前修改響應)。
  • 日志應用插件：TCP、UDP、HTTP、File、Syslog、StatsD、Loggly等。

總結

Kong 作為API網關提供了API管理功能及圍繞API管理實現了一些默認的插件，另外還具備集群水平擴展能力，從而提升整體吞吐量。Kong 本身是基于 OpenResty，可以在現有 Kong 的基礎上進行一些擴展，從而實現更復雜的特性。雖然有一些特性 Kong 默認是缺失的，如API級別的超時、重試、fallback策略、緩存、API聚合、AB測試等，這些功能插件需要企業開發人員通過 Lua 語言進行定制和擴展。綜上所述，Kong API 網關默認提供的插件比較豐富， 適應針對企業級的API網關定位。

References

  1. https://github.com/Kong/kong
  2. https://www.jianshu.com/p/a2e0bc8f4bfb
  3. https://docs.konghq.com/install/docker
  4. https://www.cnblogs.com/duanxz/p/9770645.html
  5. https://docs.konghq.com/2.0.x/admin-api/
  6. https://docs.konghq.com/hub/

參考資料

[1]企業版: http://getkong.org/enterprise/

[2]官網的介紹文檔: https://docs.konghq.com/2.0.x/admin-api/

責任編輯：武曉燕 來源： 朱小廝的博客
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Redis事務機制

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游戲版本運營

2020-09-08 06:54:29

Java Gradle語言

2020-03-06 15:11:21

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