分布式架构-网关（Gateway）

如果是Java Web 前后端分离 + 分布式架构，网关（Gateway）是整个系统最重要的组件之一。

下面按照企业级项目来介绍，而不是物联网场景。

一、整体架构

用户 │ 浏览器(Vue/React) │ HTTPS │ ┌─────────────┐ │ Nginx/CDN │ └─────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────┐ │ API Gateway 网关 │ │ Spring Cloud Gateway │ 或 APISIX/Kong └───────────────────┘ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ 用户服务 商品服务 订单服务 User Product Order │ │ │ └───────┼────────┘ │ MySQL/Redis │ Kafka/RabbitMQ

二、为什么需要网关

如果没有网关：

Vue /user/login http://1.1.1.1:8081 /order/list http://1.1.1.2:8082 /product/list http://1.1.1.3:8083

问题：

• 前端知道所有服务地址
• 服务增加需要修改前端
• 安全性差
• 权限不好控制
• 日志分散

所以增加 Gateway。

增加之后：

Vue /api/user/login /api/order/list /api/product/list │ ▼ Spring Cloud Gateway │ ├──User Service ├──Order Service └──Product Service

前端永远只访问：

https://api.xxx.com

三、Gateway职责

1、统一入口

所有请求：

浏览器 ↓ Gateway ↓ 微服务

任何请求都必须经过Gateway。

2、路由转发

例如：

/user/**

转发

user-service

例如：

GET /api/user/list

Gateway

↓

http://user-service:8081/user/list

3、身份认证

例如：

登录

POST /login

返回

JWT

以后

Authorization: Bearer xxxxx

Gateway先校验：

JWT是否合法

合法

↓

继续

非法

↓

401

不用每个服务都校验。

4、权限控制

例如：

管理员：

ROLE_ADMIN

普通用户：

ROLE_USER

Gateway直接拦截：

ROLE_USER ↓ 不能访问 /admin/**

5、限流

例如：

1000 次/秒

超过：

429 Too Many Requests

保护后端。

一般结合 Redis。

6、黑名单

例如：

IP 192.168.xxx.xxx

Gateway：

拒绝

7、日志

统一记录：

访问时间 IP URL 耗时 状态码 用户

方便ELK分析。

8、灰度发布

例如：

10% ↓ 新版本 90% ↓ 旧版本

Gateway控制。

9、负载均衡

例如：

User Service 8081 8082 8083

Gateway：

轮询 ↓ 8081 ↓ 8082 ↓ 8083

不用前端关心。

10、统一异常

返回：

{"code":401,"msg":"token expired"}

所有服务统一。

四、Gateway与Nginx区别

企业通常两者配合使用：

浏览器 ↓ Nginx ↓ Gateway ↓ 微服务

五、Gateway与注册中心

例如：

Gateway ↓ Nacos

Gateway不知道IP。

只知道：

user-service

Gateway：

Nacos ↓ 获取 10.1.1.10 10.1.1.11 10.1.1.12

动态路由。

六、Gateway过滤器

请求：

POST /order/create

流程：

请求 ↓ GlobalFilter ↓ JWT ↓ 权限 ↓ 日志 ↓ 路由 ↓ Order Service ↓ 返回 ↓ GlobalFilter ↓ 响应日志 ↓ 浏览器

过滤器就是AOP思想。

七、典型请求流程

浏览器 ↓ Nginx ↓ Gateway ↓ JWT校验 ↓ Redis查询用户 ↓ 限流 ↓ 日志 ↓ Nacos ↓ User Service ↓ MySQL ↓ 返回 ↓ Gateway ↓ 浏览器

八、完整分布式架构

Internet │ HTTPS │ Nginx集群 │ ┌──────────┴──────────┐ │ │ Gateway1 Gateway2 │ │ └──────────┬──────────┘ │ Nacos │ ┌──────────────┼──────────────┐ │ │ │ User Service Order Service Product Service │ │ │ ├────Redis─────┤ │ │ │ │ └────Kafka─────┴──────────────┘ │ MySQL

Gateway可以部署多个实例，由 Nginx 或云负载均衡分发流量。

九、企业级网关设计

一个成熟的 Java 微服务网关通常具备以下能力：

十、推荐技术栈（Java 后端）

当前主要做Java + Spring Boot开发，比较主流的一套企业级分布式架构是：

智慧园区、停车场、门禁、设备管理等 Java 项目，这套架构也是业内比较常见的方案。即使项目不涉及物联网，也适用于 OA、ERP、商城、政务等前后端分离的分布式系统。