Envoy是什么?

Envoy 是一个面向服务架构的L7代理和通信总线而设计的,这个项目诞生是出于以下目标:

对于应用程序而言,网络应该是透明的,当发生网络和应用程序故障时,能够很容易定位出问题的根源。

实际上,实现前面提到的目标是非常困难的,Envoy 试图通过提供以下高级特性:

外置进程架构:Envoy是一个独立的进程,与应用程序一起运行。所有的Envoy形成一个对应用透明的通信网格,每个应用程序通过本地发送和接受消息,并不感知网络拓扑结构。这个外置进程的架构相比传统的基于library库服务通信,有两个优势;

  • Envoy可以与任何语言开发的应用一起工作。Java, C++, Go, PHP, Python等都可以基于Envoy部署成一个服务网格,在面向服务的架构体系中,使用多语言开发应用越来越普遍,Envoy填补了这一空白。

  • 任何参与面向服务的大型架构里工作的人都知道,部署升级library是非常令人痛苦的,而现在可以在整个基础设施上快速升级Envoy。

基于新C++11编码:Envoy是基于C++11编写的,之所以这样选择,是因为我们认为,Envoy这样的体系结构组件能够快速有效的开发出来。而现代应用程序开发者已经很难在云环境部署和使用它;通常会选择性能不高,但是能够快速提升开发效率的PHP、Python、Ruby、Scala等语言,并且能够解决复杂的外部环境依赖。并不像本地开发代码那样使用如C、C++能够提供高效的性能。

L3/L4过滤器:Envoy其核心是一个L3/L4网络代理,能够作为一个可编程过滤器实现不同TCP代理任务,插入到主服务当中。通过编写过滤器来支持各种任务,如原始TCP代理、HTTP代理、TLS客户端证书身份验证等。

HTTP L7过滤器:在现代应用架构中,HTTP是非常关键的部件,Envoy支持一个额外的HTTP L7过滤层。HTTP过滤器作为一个插件,插入到HTTP链接管理子系统中,从而执行不同的任务,如缓冲,速率限制,路由/转发,嗅探Amazon的DynamoDB等等。

支持HTTP/2:在HTTP模式下,Envoy支持HTTP/1.1、HTTP/2,并且支持HTTP/1.1、HTTP/2双向代理。这意味着HTTP/1.1和HTTP/2,在客户机和目标服务器的任何组合都可以桥接。建议在服务间的配置使用时,Envoy之间采用HTTP/2来创建持久网络连接,这样请求和响应可以被多路复用。Envoy并不支持被淘汰SPDY协议。

HTTP L7路由:在HTTP模式下运行时,Envoy支持根据content type、runtime values等,基于path的路由和重定向。当服务构建到服务网格时,Envoy为前端/边缘代理,这个功能是非常有用的。

支持gRPC:gRPC是一个来自谷歌的RPC框架,使用HTTP/2作为底层的多路传输。HTTP/2承载的gRPC请求和应答,都可以使用Envoy的路由和LB能力。所以两个系统非常互补。

支持MongoDB L7:现代Web应用程序中,MongoDB是一个非常流行的数据库应用,Envoy支持获取统计和连接记录等信息。

支持DynamoDB L7:DynamoDB是亚马逊托管的NoSQL Key/Value存储。Envoy支持获取统计和连接等信息。

服务发现:服务发现是面向服务体系架构的重要组成部分。Envoy支持多种服务发现方法,包括异步DNS解析和通过REST请求服务发现服务。

健康检查:构建Envoy网格的推荐方法,是将服务发现视为一个最终一致的方法。Envoy含有一个健康检查子系统,它可以对上游服务集群进行主动的健康检查。然后,Envoy联合服务发现、健康检查信息来判定健康的LB对象。Envoy作为一个外置健康检查子系统,也支持被动健康检查。

高级LB:在分布式系统中,不同组件之间LB也是一个复杂的问题。Envoy是一个独立的代理进程,不是一个lib库,所以他能够在一个地方实现高级LB,并且能够被任何应用程序访问。目前,包括自动重试、断路器,全局限速,阻隔请求,异常检测。将来还会支持按计划进行请求速率控制。

前端代理:虽然Envoy作为服务间的通信系统而设计,但是(调试,管理、服务发现、LB算法等)同样可以适用于前端,Envoy提供足够的特性,能够作为绝大多数Web应用的前端代理,包括TLS、HTTP/1.1、HTTP/2,以及HTTP L7路由。

极好的可观察性:如上所述,Envoy目标是使得网络更加透明。而然,无论是网络层还是应用层,都可能会出现问题。Envoy包括对所有子系统,提供了可靠的统计能力。目前只支持statsd以及兼容的统计库,虽然支持另一种并不复杂。还可以通过管理端口查看统计信息,Envoy还支持第三方的分布式跟踪机制。

动态配置:Envoy提供分层的动态配置API,用户可以使用这些API构建复杂的集中管理部署。

设计目标

简要说明:Envoy并不是很慢(我们已经花了相当长的时间来优化关键路径)。基于模块化编码,易于测试,而不是性能最优。我们的观点是,在其他语言或者运行效率低很多的系统中,部署和使用Envoy能够带来很好的运行效率。

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