Spring Cloud Gateway与Envoy Sidecar在微服务请求路由中的架构设计

目录

• Spring Cloud Gateway与Envoy Sidecar在微服务请求路由中的架构设计分享
• 1. 业务场景描述
• 2. 技术选型过程
• 2.1 Spring Cloud Gateway（SCG）
• 2.2 Envoy Sidecar
• 2.3 架构方案对比
• 3. 实现方案详解
• 3.1 架构图
• 3.2 Envoy Sidecar配置
• 3.3 Spring Cloud Gateway配置
• 3.4 项目结构示例
• 3.5 部署与CI/CD
• 4. 踩过的坑与解决方案
• 5. 总结与最佳实践

Spring Cloud Gateway与Envoy Sidecar在微服务请求路由中的架构设计分享

在现代微服务架构中，请求路由层承担着流量分发、安全鉴权、流量控制等多重职责。传统的单一网关方案往往面临可扩展性和可维护性挑战。本文将从真实生产环境出发，分享如何结合Spring Cloud Gateway与Envoy Sidecar实现高可用、可扩展的请求路由设计。

1. 业务场景描述

• 我们的电商平台包含几十个微服务，接口种类繁多。
• 需要统一的流量入口，用于鉴权、限流、灰度发布、权重路由等。
• 随着服务规模扩大，单台网关承载压力和部署频率成为瓶颈。
• 期望将网关功能解耦、轻量化，并支持不同协议（HTTP/ gRPC）路由。

2. 技术选型过程

2.1 Spring Cloud Gateway（SCG）

• 基于Reactor Netty，易于与Spring生态集成。
• 提供路由匹配、过滤链、限流器等功能。
• 但纯Java实现对高并发场景下的性能存在一定开销。

2.2 Envoy Sidecar

• CNCF项目，采用C++高性能实现，支持丰富协议。
• 提供外置代理能力，可与服务部署在同一Pod中。
• 配置灵活，支持动态下发路由和集群健康检查。

2.3 架构方案对比

| 方案 | 优点 | 缺点 | | ------------ | ------------------------------ | ---------------------------- | | 单一SCG网关 | 易集成、可编程性强 | 性能瓶颈、扩缩容慢 | | Envoy网关 | 高性能、协议丰富 | 配置复杂、与业务耦合度高 | | SCG+Envoy | 双层路由：轻量协议过滤+业务路由 | 运维成本上升 |

综合考虑后，我们采用SCG+Envoy Sidecar的双层网关架构，将Envoy作为轻量协议入口，SCG作为业务路由与过滤链执行。

3. 实现方案详解

3.1 架构图

+-----------------+      +--------------+ 编程     +-------------+
| Client          | ---> | Envoy Sidecar| ---> | Spring Cloud|
| (HTTP/gRPC/X)   |      | Load Balancer|      | Gateway     |
+-----------------+      +--------------+      +-------------+
|                 |
v                 v
+--------------+   +--------------+
| microservice1|   | microservice2|
+--------------+   +--------------+

3.2 Envoy Sidecar配置

在每个Pod中部署Envoy Sidecar，示例envoy.yaml：

static_resources:
listeners:
- name: listener_http
address:
socket_address: { address: 0.0.0.0, port_value: 8080 }
filter_chains:
- filters:
- name: envoy.filters.network.http_connection_manager
typed_config:
"@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.network.http_connection_manager.v3.HttpConnectionManager
stat_prefix: ingress_http
route_config:
name: local_route
virtual_hosts:
- name: svc
domains: ["*"]
routes:
-www.devze.com match: { prefix: "/" }
route: { cluster: spring_gateway }
http_filters:
- name: envoy.filters.http.router
clusters:
- name: spring_gateway
connect_timeout: 1s
type: STRICT_DNS
lb_policy: ROUND_ROBIN
ljsoad_assignment:
cluster_name: spring_gateway
endpoints:
- lb_endpoints:
- endpoint: { address: { socket_address: { address: spring-gateway.default.svc.cluster.local, port_value: 9090 } } }

3.3 Spring Cloud Gateway配置

在Spring Boot项目application.yml中：

servepythonr:
port: 9090
spring:
cloud:
gateway:
default-filters:
- StripPrefix=1
routes:
- id: user-service
uri: lb://USER-SERVICE
predicates:
- Path=/user/**
filters:
- RewritePath=/user/(?.*), /${path}
- id: order-service
uri: lb://ORDER-SERVICE
predicates:
- Path=/order/**
filters:
- RewritePath=/order/(?.*), /${path}
discovery:
locator:
enabled: true
lower-case-service-id: true

3.4 项目结构示例

gateway-service/
├── src/main/java/
│   └── com.example.gateway
│       ├── GatewayApplication.java
│       └── filters/
│           └── AuthFilter.java
├── src/main/resources/
│   └── application.yml
└── dockerfile

3.5 部署与CI/CD

• 使用Kubernetes Deployment部署时，每个Pod挂载Envoy Sidecar与Spring Cloud Gateway
• 利用Helm Chart统一管理
• CI/CD流水线可拆分镜像构建与Envoy配置下发

4. 踩过的坑与解决方案

1. Envoy与SCG端口冲突：
   • 问题：两者默认端口可能冲突导致启动失败。
   • 解决：统一规划端口，Envoy监听8080，SCG监听9090。
2. 动态路由更新滞后：
   • 问题：服务注册中心（Eureka）变更后，Envoy无法及时感javascript知。
   • 解决：借助xDS API或Sidecar自动重启机制，实现配置热更新。
3. 证书配置复杂：
   • 问题：安全通信需TLS，证书自动化下发难度大。
   • 解决：结合SPIFFE/SDS动态管理证书，Envoy自动拉取。
4. 高并发下延迟增大：
   • 问题：双层路由增加网络跳数。
   • 解决：开启直连模式，对高频热点路径直连服务，跳过SCG层。

5. 总结与最佳实践

• 双层网关——Envoy侧车+Spring Cloud Gateway结合了高性能与可编程性。
• 配置管理：采用xDS、Helm 与GitOps流水线实现配置动态化。
• 健康检查与熔断：Envoy与SCG各自侧重层面，保障系统高可用。
• 安全：建议使用mTLS或SPIFFE证书管理框架统一下发。
• 性能优化：对核心路径可直接绕过SCG，降低网络跳数。

通过上述方案，既保留了Spring Cloud Gateway的灵活可编程特性，又利用Envoy的高性能代理能力，实现了高可用、可扩展的微服务请求路由架构。若有更多实践问题，欢迎在评论区交流！

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