IVC Gateway
插件设计
rpc-pigeon 中采用插件设计,插件之间低耦合设计。
pkg 目录下包含 core 和 plugins,core 包含插件**用的组件服务,plugins 包含各个插件,如下:
pkg
├──core
│ └── log
└──plugins
├── httpserver
├── kvs
├── metrics
├── pool
├── proxy
└── plugin.go
- httpserver : api server 插件,提供 api服务;
- kvs : k8s 插件,提供自动虚拟化服务;
- metrics : 指标数据监控插件,提供指标数据采集、聚合服务;
- pool : gRPC、TCP 等连接池插件,提供资源连接管理等服务;
- proxy:gRPC、HTTP 方向代理插件,提供方向代理服务;
各插件通过注册方式进行运行,如:
var httpPlugin, gRPCPlugin proxy.Plugin
gRPCPluginChan := registerProxy(gRPCPlugin.GRPCServer) // 注册 gRPC Server
httpPluginChan := registerProxy(httpPlugin.HttpServer) // 注册 HTTP API Server
var metricsPlugin metrics.Plugin
metricsPluginChan := registerProxy(metricsPlugin.ShowMetrics) // 注册 Metrics 数据服务
<-gRPCPluginChan
<-httpPluginChan
<-metricsPluginChan
gRPC 连接池实现
Pool 结构体定义
type Pool struct {
clients chan *Client
connCurrent int32 // 当前连接数
capacity int32 // 容量
size int32 // 容量大小 (动态变化)
idleDur time.Duration // 空闲时间
maxLifeDur time.Duration // 最大连接时间
timeout time.Duration // Pool 的关闭超时时间
factor Factory // gRPC 工厂函数
lock sync.RWMutex // 读写锁
mode int // 连接池 模型
poolRemoteAddr string // 远程连接地址
}
将连接维护在 Client 中的通道中,通道的 Size 设置成连接池的大小,处理完请求后进行回收等;
连接池模型
- STRICT_MODE: 在实际创建连接数达上限后,Pool 中没有连接时不会新建连接 ;
- LOOSE_MODE: 在实际创建连接数达上限后,Pool 中没有连接时会新建连接 ;
gRPC 连接工厂方法
// grpc dial
func grpcDial(address string) (*grpc.ClientConn, error) {
ctx, ctxCancel := context.WithTimeout(context.Background(), DialTimeout)
defer ctxCancel()
gcc, err := grpc.DialContext(ctx, address,
grpc.WithCodec(Codec()),
grpc.WithInsecure(),
grpc.WithBackoffMaxDelay(BackoffMaxDelay),
grpc.WithInitialWindowSize(InitialWindowSize),
grpc.WithInitialConnWindowSize(InitialConnWindowSize),
grpc.WithDefaultCallOptions(grpc.MaxCallSendMsgSize(MaxSendMsgSize)),
grpc.WithDefaultCallOptions(grpc.MaxCallRecvMsgSize(MaxRecvMsgSize)),
grpc.WithKeepaliveParams(keepalive.ClientParameters{
Time: KeepAliveTime,
Timeout: KeepAliveTimeout,
PermitWithoutStream: true,
}),
)
if err != nil {
logging.Log.Error("grpc dial failed !", err)
}
return gcc, err
}
通过 grpcDial 构建工厂方法,通过 pool.factor() 完成 gRPC 连接
从连接池获取一个连接
// 从连接池取出一个连接
func (pool *Pool) Acquire(ctx context.Context) (*Client, error) {
if pool.IsClose() {
return nil, errors.New("Pool is closed")
}
var client *Client
now := time.Now()
select {
case <-ctx.Done():
if pool.mode == STRICT_MODE {
pool.lock.Lock()
defer pool.lock.Unlock()
var err error
if pool.GetConnCurrent() >= int32(pool.capacity) {
err = errors.New("Getting connection client timeout from pool")
} else {
client, err = pool.createClient()
}
return client, err
} else if pool.mode == LOOSE_MODE {
var err error
if pool.GetConnCurrent() >= int32(pool.capacity) && pool.GetConnCurrent() <= 5*int32(pool.capacity) {
client, err = pool.createClient()
pool.clients <- client
}
return <-pool.clients, err
}
case client = <-pool.clients:
if client != nil && pool.idleDur > 0 && client.timeUsed.Add(pool.idleDur).After(now) {
client.timeUsed = now
return client, nil
}
}
// 如果连接已经是idle连接,或者是非严格模式下没有获取连接
// 则新建一个连接同时销毁原有idle连接
if client != nil {
client.Destory()
}
client, err := pool.createClient()
if err != nil {
return nil, err
}
return client, nil
}
当 ctx.Done() 结束时(一般是客户端主动 Close 导致连接断开),异常进行回收处理
- pool.mode == STRICT_MODE (STRICT 模式),如果当前连接超过连接池范围则不会新建一个连接;
- pool.mode == LOOSE_MODE (LOOSE 模式),如果当前连接超过连接池范围则会新建一个连接;
gRPC 负载均衡和反向代理
代理基本原理:
- 基于TCP启动一个gRPC代理服务网关 ;
- 将gRPC请求的服务拦截到转发代理的一个函数中执行 ;
- 接收客户端的请求,处理业务指标后转发给服务端 ;
- 接收服务端的响应,处理业务指标后转发给客户端 ;
gRPC的客户端将所有的请求都发给 gRPC Server Proxy,这个代理网关实现请求转发,将gRPC Client的请求流转发到gRPC 服务实现的节点上。并将服务处理结果响应返回给客户端 。
HandleStream 中 unknownService
在 gRPC 框架代码中的 HandleStream 存在两类服务,一类是已知服务 knownService, 第二类是 unknownService ;
已知服务 knownService 就是 gRPC 服务端代码注册到 gRPC 框架中的服务,叫做已知服务,其他没有注册的服务叫做未知服务,这个未知服务 unknownService 就是我们实现 gRPC 服务代码的关键所在;
要实现 gRPC 服务代理,我们在创建 gRPC 服务 grpc.NewServer 时,传递一个未知服务的 Handler,将未知服务的处理进行接管,然后通过注册的这个 Handler 实现 gRPC 代理转发的逻辑.
GrpcProxyTransport 接口
GrpcProxyTransport 是自定义的 StreamDirector,将 unknownService 的请求由 GrpcProxyTransport 层处理(这里有实现比较负责的连接池 + 负载均衡 的设计),提供代理和负载的能力;
基于如上描述,gRPC 代理的原理如下:
- 创建 gRPC 服务时,注册一个未知服务处理器 Handler 和一个自定义的编码 Codec 编码和解码,此处使用 proto 标准的 Codec;
- 这个 Handle 给业务方预留一个 director 的接口,用于代理重定向转发的 gRPC 连接获取,这样 proxy 就可以通过 redirector 得到 gRPCServer 的 gRPC 连接。
- Proxy 接收 gRPC 客户端的连接,并使用 gRPC 的 RecvMsg 方法,接收客户端的消息请求 ;
- Proxy 将接收到的 gRPC 客户端消息请求,通过 SendHeader 和 SendMsg 方法发送给 gRPC 服务端 ;
- 同样的方法,RecvMsg 接收 gRPC 服务端的响应消息,使用 SendMsg 发送给 gRPC 客户端。
至此 gRPC 代理服务就完成了消息的转发功能,限流,权限等功能可以通过转发的功能进行拦截处理 ; 如图所示 gRPC Proxy:
gRPC Proxy 流程图:
均衡策略
目前支持 gRPC 均衡策略是:
- 最少连接数 ;
- 随机 ;
// 负载均衡
func balance(pools []*Pool) *Pool {
var index, sumSize ,size int
if len(pools) == 1 {
return pools[index]
}
// 最小连接数
for k, pool := range pools {
pSize := pool.Size()
sumSize += int(pool.Size())
if size < pSize {
size = int(pSize)
index = k
}
}
// 随机
if sumSize == 0 {
index = rand.Intn(len(pools))
}
return pools[index]
}
HTTP 反向代理
提供 HTTP 方向代理能力,提供路由热更新能力,路由信息在 RouteConfig.yaml 文件中配置,目前只支持对新增路由信息的热更新操作 ;
配置代理路由
在 config/RouteConfig.yaml 中定义如下:
route:
- path: "/users"
method: "get"
to: "http://*.*.*.*:8090/users"
字段解释:
- path: HTTP 网关路由地址
- method:请求方法
- to:目标服务地址
可以配置多条记录(保存后即可启动热更新)
API Server
支持 HTTP API Restful,提供配置话能力
Virtualisation Service 虚拟化服务
虚拟化服务目前是通过实现 K8s API 和 Docker API 来完成引擎容器资源自动化部署等(如 容器创建、销毁、自动化配置等等)
Kubernetes
K8s 采用的是 InClusterConfig 的方式进行初始化(采用 pod 内调用 K8s API,免去获取 kubeconfig 等配置的麻烦), 对 K8s API 进行了一层封装, 如 kvs/interface.go
//service
UnmarshalService(bytes []byte) corev1.Service
GetServices(apps ...string) []*corev1.Service
DeployService(svc corev1.Service) error
//deployment
UnmarshalDeployment(bytes []byte) appsv1.Deployment
DeployDeployment(deploy appsv1.Deployment) error
GetDeployments(apps ...string) []*appsv1.Deployment
//configmap
UnmarshalConfigMap(bytes []byte) corev1.ConfigMap
DeployConfigMap(cm corev1.ConfigMap) error
GetConfigMaps(cms ...string) []*corev1.ConfigMap
//statefulset
//pod
GetPodsByLabel(app string) *corev1.PodList
PodExecCommand(namespace, podName, command, containerName string) (string, string, error)
//resource delete
ResDelete(resourceType string, resName string)
在 clent.go 集成实现上述功能,即可满足虚拟化服务自动化能力
Docker
暂时不支持自动化
运行配置
部署配置
- CLUSTER_ENABLED: 是否开启集群部署模式
- CLUSTER_NODE_NUM: 集群节点数量设置
- OMP_ENABLED: 是否开启 OMP (运营管理平台) 支持
- TENANT_ENABLED: 是否开启租户模式支持 (如果 OMP_ENABLED 为true 则默认支持租户模式)
- NETWORK_MODE: 网络模式,值可选为 1:严格匹配ip+port(内网环境), 2:仅匹配端口(如:支持内网和公网环境,设置成 '0.0.0.0' )
Runtime(运行时)配置
- RUN_MODE:运行模式(分为 dev、testing、release, dev 模式会标准输出所有日志,release 则会输出 error 日志)
- HTTP_DEBUG_MODE:HTTP Server 的运行模式
- HTTP_TIME_DURATION: HTTP 请求超时 (单位秒)
- HTTP_SERVER_PORT:HTTP Server 监听端口
- GRPC_PORT:gRPC Server 监听端口
连接池配置
- DIAL_TIMEOUT:连接超时时间 (单位秒)
- KEEPALIVE_TIME:长连接回话时间 (单位秒)
- TENANT_ENABLED: 是否开启多租户模式 (true 或者 false)
- GATEWAY_PROXY_ADDR: 网关接受请求地址
- ENGINE_NAME:引擎名称
- POOL_ENABLED:表示是否启用 (true 或者 false)
- POOL_MODEL:配置连接池模型 (详情查看上述文档中连接池模型)
- GATEWAY_PROXY_PORT: 请求接口
- GRPC_REQUEST_REUSABLE:连接是否可复用 (true 或者 false)
- REQUEST_IDLE_TIME: 等待时间 (单位秒)
- REQUEST_MAX_LIFE: 最大请求生命周期 (单位秒)
- REQUEST_TIMEOUT:请求关闭时间 (单位秒)
- ENGINE_LIST 是一个列表,包含了引擎列表
- SERVER_HOST:是远程服务地址
- ENGINE_GRPC_POOL_SIZE:是连接池大小
日志配置
- LOG_LEVEL:日志 level,默认为 info
- LOG_MAX_AGE:日志存储最大时长
- LOG_ROTATION_TIME:日志分割时间,默认是1天
DB 和 Cache 设置
按需求来设置(目前暂无使用 DB 和 Cache)
部署与运行
Single (单机)
docker
docker-compose -f docker/rpc-pigeon.yaml up
k8s
设置环境码
设置 k8s 调度策略
设置 grpc
kubectl label nodes nodeName service.rpc/grpc=granted
查看调度策略 labels
kubectl get nodes nodeName --show-labels
删除调度策略 label
kubectl label nodes nodeName service.rpc/grpc-
部署 gateway
kubectl apply -f k8s/rpc-pigeon.yaml
Cluster (集群)
分布式部署,rpc-pigeon 和 grpc 服务 是多对多部署即可