大促场景下，如何做好网关高可用防护

2022 年 6 月 27 日
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618 大促正在如火如荼进行中。《618大促来袭，浅谈如何做好大促备战》一文介绍了全方位保障大促高可用的方法论和技术手段，本文继续围绕网关，深入探讨大促场景下，如何做好网关高可用防护，将从以下几点逐一展开介绍：

网关做高可用防护的重要性
MSE 云原生网关的“下一代网关架构”，在高可用防护上的巨大优势
使用 MSE 云原生网关的高可用防护实战（视频演示）

网关做高可用防护的重要性

大促场景下，使用网关做高可用防护为什么重要？一言以蔽之，网关具备将大促的各种不确定性因素转化为确定性因素的能力，并且这种能力是不可替代的。分别从三个方面来看：

第一点是应对流量峰值的不确定性，必须通过限流规则将不确定的流量变为确定。业务服务模块自己做限流很难实现这一点。因为实现限流防护有个前提，承载这突发流量的服务仍能保持正常的 CPU 负载。业务服务模块即使实现了应用层的 QPS 限流，在瞬时高并发场景下，仍可能因为网络层大量的新建连接导致 CPU 猛涨，限流规则也就形同虚设了。业务模块应该专注在应用层业务逻辑上，若要通过扩容去应对其不擅长的网络层开销，所需的资源成本是相当高的。而网关作为业务流量入口的地位，决定了其必须擅长应对高并发的网络流量，并且这块性能也是衡量网关能力的一个重要指标，应对高并发的性能越强，所需的资源成本就越低，将大促流量从不确定变为确定的能力就越强。

第二点是应对用户行为的不确定性，需要根据不同的大促场景，模拟用户行为进行多轮压测演练，提前发现系统的瓶颈和优化点。网关既是用户访问的流量入口，也是后端业务应答的最终出口。这决定了网关是模拟用户行为进行流量压测的必经一站，也决定了是观测压测指标评估用户体验的必须环节。在网关上边压测，边观察，边调整限流配置，对大促高可用体系的建设，可以起到事半功倍的效果。

第三点是应对安全攻击的不确定性。大促期间也通常是黑灰产活跃的时间，异常的刷单流量很可能触发限流规则，从而影响正常用户的访问。基于网关的流量安全防护能力，例如 WAF 等功能，通过识别出异常流量提前拦截，以及将异常 IP、cookie 自动加入黑名单等手段，既可以使这部分流量排除在限流阈值之外，也可以保障后端业务逻辑安全。这也是大促高可用防护必不可少的一环。

MSE 云原生网关的优势

架构优势

MSE 云原生网关实现了流量网关、微服务网关、安全网关三合一的“下一代网关架构”，和常见的多层网关架构对比如下所示：

常见多层网关架构

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在这个架构中，用 WAF 网关实现安全能力，SLB 实现负载均衡能力，Ingress 网关实现集群入口网关能力（非 K8s 场景也会部署一层 Nginx），Zuul 实现微服务网关能力。面对大促的突发流量，这样的架构下，需要对每一层网关都进行容量评估，每一层网关都是潜在的瓶颈点，都可能需要进行扩容。这样造成的资源成本和运维人力成本都是巨大的。并且每多一层网关，就多一层可用性风险。

MSE 云原生网关架构

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使用 MSE 云原生网关，在保留 SLB 作负载均衡的基础上，只通过一层网关就实现了集群入口网关、WAF 网关、微服务网关的全部能力。应对大促场景，运维人员只需专注在 MSE 网关这一层上，就能做好所有入口流量的管理，实现高可用防护。这就是“下一代网关架构”，让一切回归简单，唯有简单方可依赖。

性能优势

如下图所示，MSE 云原生网关的吞吐性能是 Nginx Ingress Controller 的一倍，具体的性能对比分析可以参考《K8s 网关选型初判：Nginx 还是 Envoy？》一文。在大促的洪峰流量面前，网关的性能如果不够好，意味着企业要支付更多的 ECS 资源成本，同时还要为网关本身能否扛住流量操心，一旦“门神”失守，对业务造成的损失是不可估量的。

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网关规格：16 核 32 G * 4 节点
ECS 型号：ecs.c7.8xlarge

高可用能力方面，MSE 云原生网关内置了 Alibaba Sentinel 高可用模块，历经多年双十一流量考验，提供了丰富的限流防护能力，包括流控规则、并发规则、熔断规则，可以全面保障后端业务高可用；此外，MSE 云原生网关还具备流量预热能力，通过小流量预热方法，可以有效解决大促场景下，资源初始化慢所导致的大量请求响应慢、请求阻塞问题，避免刚扩容的节点无法提供正常服务，影响用户体验。

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压测便捷性方面，使用阿里云 PTS 的 MSE 网关压测场景，可以轻松发起对指定网关实例的压测。结合 MSE 云原生网关的限流和可观测能力使用，可以边压测，边观察，边调整限流配置，实现一站式的高可用防护体系建设。

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安全能力方面，MSE 云原生网关除了集成了 WAF 的功能外，还在插件市场中提供了多种认证和安全防护插件。用户还可以使用多种语言（Golang/JS/Rust/C++等）编写自己的 Wasm 插件，实现自己业务场景下特殊的流量认证和防护逻辑，将异常流量在匹配限流规则之前就提前拦截，避免对正常流量访问产生影响。