展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows macOS软件 IOS软件 Android AI PDF教程 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 系统应用 > 基于云原生网关的流量防护实践

基于云原生网关的流量防护实践

背景在分布式系统架构中,每个请求都会经过很多层处理,比如从入口网关再到 Web Server 再到服务之间的调用,再到服务访问缓存或 DB 等存储。在下图流量防护体系中,我们通常遵循流量漏斗原则进行流量防护。在流量链路的每一层,我们都需要进行针对性的流量防护与容错手段,来保障服务的稳定性;同时,我们

背景

在分布式系统架构中,每个请求都会经过很多层处理,比如从入口网关再到 Web Server 再到服务之间的调用,再到服务访问缓存或 DB 等存储。在下图流量防护体系中,我们通常遵循流量漏斗原则进行流量防护。在流量链路的每一层,我们都需要进行针对性的流量防护与容错手段,来保障服务的稳定性;同时,我们要尽可能地将流量防护进行前置,比如将一部分 HTTP 请求的流量控制前置到网关层,提前将一部分流量进行控制,这样可以避免多余的流量打到后端,对后端造成压力同时也造成资源的浪费,为此,在网关侧做流量防护是十分有必要的。

在传统的流量网关场景下,对流量进行访问控制是一个很常见的需求。比如在 nginx 中,limit_req 就是一个最为常见的限流配置,而在 Envoy 中,也支持本地以及全局两种模式的限流,但是二者均有其局限性。在功能的丰富度上,二者不及常见的限流组件开源项目,如 Sentinel 、Hystrix 等,在实际的使用场景中,实用性也很弱,比如不支持无性能损耗的集群限流等等。

云原生网关的流量防护功能,其底层运用了Sentinel内核,并进行了强化与改造。Sentinel以流量与容错为切入点,从流量控制、不稳定调用隔离、熔断降级、热点流量防护、系统自适应保护、集群流控等多个维度,保障服务和网关的稳定性,还能提供秒级的流量监控分析功能。其商业化产品不仅在阿里内部的淘宝、天猫等电商领域广泛应用,在互联网金融、在线教育、游戏、直播行业以及其他大型政央企行业,也有大量实践。

云原生网关作为集安全、流量、微服务三位于一体的下一代云上网关,在诞生之初,就被赋予了全场景使用的一个定位,为此流量防护也是其必备的一个能力,在流量防护能力上,具备以下优势:

  • 具备与流行的流量防护项目如 Sentinel、Hystrix 等同等丰富的流量防护功能,并且还在不断迭代更新中。
  • 天然支持均摊式的集群流控,使得用户无需关心网关以及 Upstream 服务的节点数。
  • 提供配套的秒级监控,并支持 QPS、拒绝 QPS 、异常 QPS 、RT 以及并发数等丰富的流量指标,同时支持历史数据的查看,便捷地实现先观测,再配防护规则的使用路径。
  • 流量防护规则秒级生效,配置防护规则后,无需等待,秒级生效。

Sentinel 流量模型介绍

如下图所示,流量防护是指,针对不同的流量,设置一道适合的屏障策略,在该屏障的观测下,一旦判定该流量不能被通过,应该及时拦截,从而达到保护网关、以及后端 Upstream 服务的作用。

云原生网关目前支持 QPS 限流、并发控制、熔断三种不同的流量防护能力,本文将从这三个功能分别去阐述其具体的效果,以及适用的场景。

  • QPS 限流

这是流量防护最通用的一个场景,顾名思义,就是限制某个路由的流量,使其只能在一定的速率内访问网关,防止某个路由流量激增,造成后端服务的崩溃。云原生网关不仅支持路由级别的限流,而且天然支持均摊式的集群流控,用户无需关心网关节点的数量或者后端服务节点的数量,只需要配置一个总体的阈值,就可以轻松实现对某个路由的总体阈值限流。

  • 并发控制

并发控制的具体实现,是实时维护一个并发值(这个值表示一秒内该路由流量的最大并行值,即未完成的请求数量)。一旦下一个请求超出设定阈值,就会拦截该请求。该功能与QPS限流不同,即使在QPS较低的情况下,也能确保关键资源不被持续累积的慢调用占用,避免服务不可用,比如后端Upstream服务的线程池以及数据库资源等。假设这些资源长期被占用,就会导致Upstream服务出现异常。和QPS限流类似,云原生网关天然支持均摊式集群并发限流,只需配置一个总体的并发阈值,就能实现对某个路由的总体并发控制。

  • 熔断

在 Sentinel 、Hystrix 等限流项目中,都能见到该功能,就如字面上的意义,熔断是指,在路由的流量出现了某个异常状态,需要及时熔断该流量,从而保证与该路由相关 Upstream 服务能够高效稳定的运行,而不受某个异常路由流量的影响。

熔断机制背后对应熔断器模型 (Circuit Breaker)。当调用处于某种不稳态(通常是出现异常或慢调用)达到一定程度(通常关注比例而不是绝对量),熔断开启 (OPEN),所有的请求都会 fallback 掉;过一段时间后进入探测恢复阶段 (HALF-OPEN),放过一定数量的请求,以这些请求的情况来 indicate 下游服务的恢复情况,若这些请求达到稳态,则恢复对应调用 (CLOSED);否则重回熔断状态,具体原理如下图所示:

另外,云原生网关的流量防护能力底层是基于 Sentinel 的毫秒级滑动窗口精确统计,为此,云原生网关的流量防护功能界面也配套了一个秒级监控系统,可以通过观测=>发现问题=>创建防护规则这个使用路径去更好地在云原生网关上创建流量防护规则。

如何在云原生网关上进行流量防护

QPS 限流

下面,我们将动手去实践,在云原生网关上去使用上述的三大流量防护功能。

首先,进入到云原生网关实例中的路由配置界面,选择“策略配置”里的“限流”选项,手动给这个路由注入一个 QPS 10000 左右的流量,在配套的秒级监控可以看到 5 分钟内该路由的 QPS 情况。

在秒级监控的下方,可以看到流控规则、并发规则,熔断规则三个配置项,首先先配置一条限流规则,具体参数如下图所示:

打开开启开关并点击保存按钮,就顺利加入了一个 QPS 限流策略,这个策略的含义是,当路由流量的总 QPS 达到 5000 的时候,统计窗口内下一个到来的流量会被拒绝,拒绝的行为是,返回一个HTTP包,返回码是 429 ,内容是一个 JSON 格式的文本,内容是:

{
"context": "just for test"
}

此时再返回查看秒级监控,就可以看到如下的曲线图:

并发控制

并发规则也是类似,只不过,控制值由 QPS 变成并发数,具体的参考配置参数如下:

返回查看秒级监控,既可以看到以下的结果:

熔断

熔断规则的配置较为复杂,具体的含义可以查看配置界面的说明,具体的参考配置如下:

这个规则的具体含义是,在 20 秒的统计窗口内,从第 5 个请求之后,开始统计慢调用的比例,一旦比例超过 20% ,立马熔断该路由的流量,其中慢调用的定义为 RT 超过 1 ms 的请求。配置完成之后,监控的表现如下图的所示:

上述的例子只是为了演示效果,在实际生产环境中,需要更为谨慎的去定义慢调用比例以及熔断时长等参数,否则可能会导致后端服务整体不可用,是一个风险较高的流量防护功能。除了慢调用比例之外,还支持异常比例的熔断条件判断,异常的定义是指 HTTP 调用发生 5XX 的情况。

总结

本文详尽地介绍了如何在云原生网关上做流量防护,包括在不同的场景下该配置何种防护规则,并给出了详细的使用路径,可以从中体验出云原生网关的流量防护功能相对于其它网关产品限流功能的优势。作为云上网关的核心功能之一,后续我们也会持续强化流量防护功能,也欢迎大家持续关注阿里云官网的 MSE 微服务引擎产品动态。

点击立即免费试用云产品 开启云上实践之旅!

原文链接

本文为阿里云原创内容,未经允许不得转载

本文内容来源于网友投稿,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
系统应用
相关文章 更多
精品专题 更多
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

IOS软件

正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

AI

正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

Mac软件 更多
photoshop
photoshop

Photoshop 2026 是 Adobe 推出的专业图像处理与视觉设计软件,支持 Windows、macOS 和 iPad 等平台,广泛应用于摄影修图、电商设计、平面海报、数字绘画及视觉合成等创作场景。

Blender
Blender

Blender 是一款免费开源、跨平台的专业 3D 创作软件,集建模、动画、渲染、视频编辑与视觉合成等功能于一体,广泛应用于影视动画、游戏设计和建筑可视化等领域。软件支持 Cycles 物理渲染器与 Eevee 实时渲染引擎,并提供多边形建模、骨骼绑定、物理模拟等专业工具。Blender 兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统,安装包轻巧、运行流畅,依托活跃的全球开发者社区持续更新,是从初学者到专业创作者都值得选择的正版 3D 创作工具。

灵活计算器
灵活计算器

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

图几
图几

图几是一款适用于 macOS 的截图、标注与美化工具,支持离线操作保障隐私。界面整理和高频系统操作被放到一起考虑,桌面或窗口内容一多时,管理起来会更省心。

密码键盘
密码键盘

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

思源笔记
思源笔记

思源笔记是一款本地笔记软件,提供所见即所得的编辑方式,为长文写作带来顺滑的体验。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

Office 365 简体中文
Office 365 简体中文

一款文字处理软件,一种订阅式的跨平台办公软件,基于云平台提供多种服务,通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合,Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。

Mac
WALTR PRO
WALTR PRO

WALTR是一款电脑至iOS文件传输转换工具,操作简单,快速实现文件识别与传送。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

CodeExpander
CodeExpander

CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具,通过键入缩写自动展开为自定义文段,提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

Mountain Duck
Mountain Duck

Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具,像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

WINDOWS 更多
3dmax(3ds max)
3dmax(3ds max)

Autodesk 3ds Max 是一款专业的三维建模、动画与渲染软件,广泛应用于建筑可视化、游戏开发、影视动画、广告设计和产品展示等领域。

photoshop
photoshop

Photoshop 2026 是 Adobe 推出的专业图像处理与视觉设计软件,支持 Windows、macOS 和 iPad 等平台,广泛应用于摄影修图、电商设计、平面海报、数字绘画及视觉合成等创作场景。

Blender
Blender

Blender 是一款免费开源、跨平台的专业 3D 创作软件,集建模、动画、渲染、视频编辑与视觉合成等功能于一体,广泛应用于影视动画、游戏设计和建筑可视化等领域。软件支持 Cycles 物理渲染器与 Eevee 实时渲染引擎,并提供多边形建模、骨骼绑定、物理模拟等专业工具。Blender 兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统,安装包轻巧、运行流畅,依托活跃的全球开发者社区持续更新,是从初学者到专业创作者都值得选择的正版 3D 创作工具。

Windows 10
Windows 10

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

思源笔记
思源笔记

思源笔记是一款本地笔记软件,提供所见即所得的编辑方式,为长文写作带来顺滑的体验。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

傲梅轻松备份
傲梅轻松备份

傲梅轻松备份是一款专业易用的数据备份软件,为重要数据提供安全保障。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

Office 365 简体中文
Office 365 简体中文

一款文字处理软件,一种订阅式的跨平台办公软件,基于云平台提供多种服务,通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合,Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。

Mac
Wise Folder Hider Pro
Wise Folder Hider Pro

Wise Folder Hider Pro 是一款专业级文件和文件夹隐藏加密软件,为私密数据添加多重保护。高频操作更强调就近处理,浏览、整理和跨目录移动文件时,来回切换和重复点击都会少很多。

WALTR PRO
WALTR PRO

WALTR是一款电脑至iOS文件传输转换工具,操作简单,快速实现文件识别与传送。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

CodeExpander
CodeExpander

CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具,通过键入缩写自动展开为自定义文段,提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。