CN115225641B - 一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法及系统，属于云原生技术领域，将Kong视为Nacos的客户端，通过在Kong中增加自定义插件的方式实现与Nacos适配，在插件中通过客户端的负载均衡方案适时的获取Nacos当前可用的服务实例；包括Nacos服务配置、访问Nacos服务和封装Nacos服务响应，所述Nacos服务配置包括Nacos的配置和Nacos服务的配置；所述访问Nacos服务，在Kong中开发Lua版本的Ribbon模块。本发明对于面对Nacos中注册的众多服务，服务实例变化频繁的场景，比较适用，可以按时获取需要使用的服务实例，避免对资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及云原生技术领域，具体地说是一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法及系统。
背景技术
Kong是一个云原生的、可扩展的、分布式的API网关应用。从技术原理角度上讲，Kong是一个在Nginx中运行的Lua应用程序，是在OpenResty基础上聚焦API网关功能的应用程序。Nacos是一个动态服务发现、配置和服务管理平台，可以帮助用户快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量的管理，使用户能够方便的构建、交付和管理微服务的平台。
将Kong与Nacos联系起来的关键是API与服务。在Kong中，API依赖的上游服务出于高可用的考虑，可能采用多个服务实例提供，Kong可以满足负载均衡的需求。而Nacos管理的服务是由多个服务实例提供的。因此，Kong的上游服务可以选择Nacos管理的服务。
为满足Kong对Nacos的适配，通常的方法是将Nacos中服务以及相关的服务实例，转化为Kong的上游(upstream)与目标主机(target)。这种方法十分简明，实现也较为简单。但是也存在一些问题，比如Nacos中服务与服务实例关系发生变化，必须同步Kong的upstream与target变化，因此出于健壮性的考虑，Kong需要对Nacos中的服务进行监听。将Kong的上游负载适配Nacos，从而实现对于微服务的负载均衡。另一个问题是，生成的Kong的配置较多且较为复杂。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法及系统，对于面对Nacos中注册的众多服务，服务实例变化频繁的场景，比较适用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，将Kong视为Nacos的客户端，Nacos中的服务在Kong被视为一个直接的上游服务，通过在Kong中增加自定义插件的方式实现与Nacos适配，在插件中通过客户端的负载均衡方案适时的获取Nacos当前可用的服务实例；包括Nacos服务配置、访问Nacos服务和封装Nacos服务响应，
所述Nacos服务配置包括Nacos的配置和Nacos服务的配置；
所述访问Nacos服务，在Kong中开发Lua版本的Ribbon模块；
所述封装Nacos服务响应，包括访问Nacos中服务API的请求响应结果，以及所述Nacos服务配置及所述访问Nacos服务过程中存在的错误封装；
在API调用时，先配置Nacos服务，然后获取Nacos中服务的实例情况，根据Nacos服务配置设置的负载均衡策略，选择服务实例，完成服务API的调用，并返回用Kong插件封装的响应结果。
本方法将Kong视为Nacos的客户端，Nacos的服务被视为Kong中的一个直接的上游服务，而不是如背景技术中提到的方法一般是多个目标主机提供的负载均衡服务。此时，不必再担心Nacos中服务的实例变化，也不用担心生成的Kong的配置复杂的问题。该方法将风险问题都规避到Nacos中，只要保证Nacos中服务可用，Kong就可以正常访问。对于在Nacos中服务实例变化频繁的场景，比较适用。
优选的，所述Nacos的配置包括Nacos的IP地址及端口号；若某些Nacos采用认证，则为其提供认证token或其他认证凭据；
所述Nacos服务的配置包括：服务名称，需要访问的服务的API的路径，API的请求方式，API请求的超时时间、负载均衡策略。
进一步的，为保证配置有效，需要对配置信息进行校验，校验场景包括Nacos是否可用、Nacos服务是否存在、Nacos服务提供的API是否能够正常访问；在保证配置有效的前提下，将配置信息传递给Kong插件，由Kong插件完成Nacos服务配置的解析。
优选的，Kong的配置方式采用内存模式实现，更新Kong的配置调用Kong提供的热更新配置的API；Nacos的服务配置增加到Kong的插件配置之中。
Kong的配置方式可以简单的分为内存模式和数据库模式，这里采用内存模式实现。在内存模式下，更新Kong的配置可以调用Kong提供的热更新配置的API。Nacos的服务配置增加到Kong的配置之中，准确的说是增加到Kong的插件配置之中。
优选的，所述在Kong中开发Lua版本的Ribbon模块，即在当前使用的Lua的普通的请求模块基础之上，增加客户端负载均衡的功能：
为Lua的普通请求模块增加拦截器，在拦截器中，按照已经获取的Nacos的服务配置，调用Nacos的OpenAPI，获取可用的服务及服务实例；然后，选择负载均衡策略，在可用的服务实例中选择一个服务实例进行访问。
此时，普通的请求访问，已经变为符合客户端负载均衡的访问。
优选的，所述Ribbon模块中负载均衡策略包括轮询策略、权重轮询策略和响应时间最短策略，以何种策略访问在Nacos服务配置中进行设置。
不同的轮询策略可能会对Nacos服务配置有不同的要求。比如，如果采用权重轮询策略，需要在设置Nacos服务配置时，获取服务的实例，并进而设置不同服务实例的权重。当然最简单的负载均衡策略是轮询策略，因此可以将该策略设置为默认的负载均衡策略。
同时，由于增加了Ribbon模块，Kong的API请求响应会相应的变长。因此需要注意Kong的API的请求超时时间的设置。特别是面对Nacos的服务实例较多的情况时，需要相应的将请求超时时间设置的长一些。
优选的，所述封装Nacos服务响应，服务响应的格式包括响应码、响应内容；对于错误的封装说明错误原因。
优选的，该方法的实现过程如下：
在Kong的自定义插件中实现负载均衡的客户端方案，适时的获取Nacos的当前可用服务实例；
在获取Nacos的可用服务实例之后，通过设置的负载均衡策略，获取一个可用的服务实例；
在选择可用的一个可用服务实例之后，直接访问该服务实例；
在访问服务实例获取响应结果，通过Kong插件中的封装返回客户端，完成整个服务调用过程。
本发明还要求保护一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡系统，该系统实现上述的Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法。
本发明还要求保护一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述的方法。
本发明的一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法及系统与现有技术相比，具有以下有益效果：
本方法适合于Nacos的服务实例较多，且会经常变化的情况，通过客户端负载均衡方案可以有效的获取Nacos服务实例变化，从而在Kong访问时及时更新变化，体现系统的动态适应性。
本方法是客户端负载均衡方案，可以按时获取需要使用的服务实例，避免对资源的浪费。
附图说明
图1是本发明实施例提供的Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法实现架构示图；
图2是本发明实施例提供的Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法实现过程示图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例提供了一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，将Kong视为Nacos的客户端，Nacos中的服务在Kong被视为一个直接的上游服务，通过在Kong中增加自定义插件的方式实现与Nacos适配，在插件中通过客户端的负载均衡方案适时的获取Nacos当前可用的服务实例；包括Nacos服务配置、访问Nacos服务和封装Nacos服务响应。
Kong作为Nacos的客户端，Nacos中的服务作为Kong中的一个直接的上游服务，因此，真正提供服务负载均衡功能的是Nacos。Nacos之所以能够提供负载均衡功能是因为，Nacos中的服务都是由相对应的服务实例提供支持。
要实现Kong作为Nacos的客户端的需求，需要开发面向Nacos的Kong插件，Kong插件面向API请求的阶段，API请求的阶段是由Nginx或OpenResty决定的，当前插件的主要逻辑会在Kong的access阶段设计实现。插件的主要功能包括3个部分：Nacos服务配置、访问Nacos服务、封装Nacos服务响应，功能图参考图1所示，下面进行详细说明。
1)、Nacos服务配置
Nacos的服务配置包括两个方面的配置：一个是关于Nacos的配置，一个是关于Nacos服务的配置。
之所以需要对Nacos进行配置，是考虑到Kong访问的Nacos可能不止一个，而在现实情况中，面对不同的业务对象，采用不同的Nacos作为其服务注册中心也是正常现象。在Nacos的配置中，主要包括：Nacos的IP地址，端口号等常规配置。如果某些Nacos采用认证，还需要为其提供认证token或其他认证凭据。而Nacos服务的配置主要包括：服务名称，需要访问的服务的API的路径，API的请求方式，API请求的超时时间、负载均衡策略等。
为保证配置有效，需要对配置信息校验。校验场景主要包括Nacos是否可用，Nacos服务是否存在，Nacos服务提供的API是否能够正常访问。在保证配置有效的前提下，需要将配置信息传递给Kong插件，由Kong插件完成Nacos服务配置的解析。
在将Nacos服务配置传递给Kong之前，简单说明一下，Kong的配置方式可以简单的分为内存模式和数据库模式，本实施例采用内存模式实现。在内存模式下，更新Kong的配置可以调用Kong提供的热更新配置的API。Nacos的服务配置增加到Kong的配置之中，准确的说是增加到Kong的插件配置之中。
2)、访问Nacos服务
在步骤1)中，Kong插件中已经包含Nacos的服务配置，现在需要访问Nacos的服务。Java在访问Nacos服务时会使用开源组件Ribbon，该组件是Nacos的客户端负载均衡组件。因此，为满足Kong具备客户端负载均衡功能，需要在Kong中开发Lua版本的Ribbon模块。而Ribbon模块就是在当前使用的Lua的普通的请求模块基础之上，增加客户端负载均衡的功能。
为实现Lua版本的Ribbon模块，需要为Lua的普通请求模块增加拦截器。在拦截器中，按照已经获取的Nacos的服务配置，调用Nacos的OpenAPI，获取可用的服务及服务实例。然后，选择负载均衡策略，在可用的服务实例中选择一个服务实例进行访问。此时，普通的请求访问，已经变为符合客户端负载均衡的访问。
在Ribbon模块中，可以实现常见的负载均衡策略，包括轮询策略、权重轮询策略、响应时间最短策略等。至于具体以何种策略访问，可以在步骤1)中的Nacos服务配置中进行设置。需要注意的是，不同的轮询策略可能会对Nacos服务配置有不同的要求。比如，如果采用权重轮询策略，需要在设置Nacos服务配置时，获取服务的实例，并进而设置不同服务实例的权重。当然最简单的负载均衡策略，是轮询策略，因此可以将该策略设置为默认的负载均衡策略。
同时，由于增加了Ribbon模块，Kong的API请求响应会相应的变长。因此需要注意Kong的API的请求超时时间的设置。特别是面对Nacos的服务实例较多的情况时，需要相应的将请求超时时间设置的长一些。
在完成Lua版本的Ribbon模块开发之后，Kong插件可以直接访问Nacos的服务，而不再需要担心Nacos服务中实例的变化。相比于通常的Kong适配Nacos的方法，即通过Nacos服务与实例关系，转变为Kong配置中upstream与target关系的方法，不再需要生成复杂的Kong的配置。特别是当Kong的配置采用内存模式的前提时，降低了对内存的占用，间接提高了Kong的性能。同时，由于不再需要监控Nacos中服务实例的变化，而是改成主动查询服务实例的变化，使对Nacos的访问变得灵活。不再需要在Nacos服务实例发生变化时热更新Kong的配置，减少了Kong与Nacos之间的耦合关系，更直接的作用是减少了Kong的配置热更新的次数，直接提升了Kong的性能。
3)、封装Nacos服务响应
良好的响应封装是Kong插件开发的必要步骤。封装Nacos服务响应，不仅仅是封装步骤2)中返回的访问Nacos中服务API的请求响应结果，还包括在前两步过程中，存在的错误的封装。比如，在步骤1)中，Nacos的服务配置可能解析存在问题；在步骤2)中，获取Nacos服务及服务实例存在问题，访问API存在问题等。在整个Kong插件开发过程中，自然也需要对日志进行记录，这里不作赘述。服务响应的格式包括响应码、响应内容。对于错误的封装需要说明错误原因，方便用户快速定位问题。
在完成Kong的插件开发之后，Kong已经具备了适配Nacos的客户端负载均衡的访问能力。在每一次API调用时，都会先配置Nacos服务，然后获取Nacos中服务的实例情况，根据Nacos服务配置设置的负载均衡策略，选择服务实例，完成服务API的调用，并返回用Kong插件封装的响应结果，参照图2展示的时序图。
其具体实现过程如下：
在Kong中自定义插件实现Kong与Nacos的适配；
在Kong的自定义插件中实现负载均衡的客户端方案，适时的获取Nacos的当前可用服务实例；
在获取Nacos的可用服务实例之后，通过设置的负载均衡策略，获取一个可用的服务实例；
在选择可用的一个可用服务实例之后，直接访问该服务实例；
在访问服务实例获取响应结果，通过Kong插件中的封装返回客户端，完成整个服务调用过程。
本发明实施例还提供了一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡系统，该系统实现上述实施例所述的Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述实施例中所述的Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，其特征在于，将Kong视为Nacos的客户端，通过在Kong中增加自定义插件的方式实现与Nacos适配，在插件中通过客户端的负载均衡方案适时的获取Nacos当前可用的服务实例；所述插件包括Nacos服务配置、访问Nacos服务和封装Nacos服务响应三个部分，
所述Nacos服务配置包括Nacos的配置和Nacos服务的配置；所述Nacos的配置包括Nacos的IP地址及端口号；若某些Nacos采用认证，则为其提供认证token或其他认证凭据；所述Nacos服务的配置包括：服务名称，需要访问的服务的API的路径，API的请求方式，API请求的超时时间、负载均衡策略；
所述访问Nacos服务，在Kong中开发Lua版本的Ribbon模块；即在当前使用的Lua的普通的请求模块基础之上，增加客户端负载均衡的功能：为Lua的普通请求模块增加拦截器，在拦截器中，按照已经获取的Nacos的服务配置，调用Nacos的OpenAPI，获取可用的服务及服务实例；然后，选择负载均衡策略，在可用的服务实例中选择一个服务实例进行访问；
所述封装Nacos服务响应，包括访问Nacos中服务API的请求响应结果，以及所述Nacos服务配置及所述访问Nacos服务过程中存在的错误封装；
在API调用时，先配置Nacos服务，然后获取Nacos中服务的实例情况，根据Nacos服务配置设置的负载均衡策略，选择服务实例，完成服务API的调用，并返回用Kong插件封装的响应结果；
该方法的实现过程如下：
在Kong的自定义插件中实现负载均衡的客户端方案，适时的获取Nacos的当前可用服务实例；
在获取Nacos的可用服务实例之后，通过设置的负载均衡策略，获取一个可用的服务实例；
在选择可用的一个可用服务实例之后，直接访问该服务实例；
在访问服务实例获取响应结果，通过Kong插件中的封装返回客户端，完成整个服务调用过程。
2.根据权利要求1所述的一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，其特征在于，对配置信息进行校验，校验场景包括Nacos是否可用、Nacos服务是否存在、Nacos服务提供的API是否能够正常访问；
在保证配置有效的前提下，将配置信息传递给Kong插件，由Kong插件完成Nacos服务配置的解析。
3.根据权利要求2所述的一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，其特征在于，Kong的配置方式采用内存模式实现，更新Kong的配置调用Kong提供的热更新配置的API；Nacos的服务配置增加到Kong的插件配置之中。
4.根据权利要求1所述的一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，其特征在于，所述Ribbon模块中负载均衡策略包括轮询策略、权重轮询策略和响应时间最短策略，以何种策略访问在Nacos服务配置中进行设置。
5.根据权利要求1所述的一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法，其特征在于，所述封装Nacos服务响应，服务响应的格式包括响应码、响应内容；对于错误的封装说明错误原因。
6.一种Kong适配Nacos的客户端负载均衡系统，其特征在于，该系统实现权利要求1至5任一项所述的Kong适配Nacos的客户端负载均衡方法。
7.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1至5任一所述的方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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