社区文章｜MOSN 路由框架详解

文｜曹先胜

e签宝中间件开发
负责 e签宝中间件开发和维护包括 MQ、网关、微服务、数据同步、全链路压测等

本文 4827 字 阅读 7 分钟

01 贡献者前言 

MOSN

「 开源就是在使用中，

共同成长的过程 」

从 2018 年学习 SOFAStack 的一些开源项目，到如今深入使用 MOSN，伴随着 SOFA 走到四周年。

因为兴趣也接触了不少的开源社区，唯独对 SOFA 社区的组件体验颇多， 例如 SOFAArk、SOFARPC、MOSN。长年混迹在钉钉群里提问题，都能得到及时回复，这对我们研究 MOSN 有很大的帮助。也因此通过 MOSN 的代码设计，学习到了很多关于 Sidecar 的设计理念。

我们使用 MOSN 的出发点是公司框架使用了很多的中间件，每个中间件有自己的依赖，这些依赖经常性的会发生冲突。虽然我们使用了类似 Spring Boot 的 Pom 管理机制，但升级框架过程中，如果有同学自行引入了 jar 包，就不可避免的会发生 jar 冲突。为了解决这个问题，我们调研了很多方案，最终认为 Service Mesh 是解决这个问题的一个比较合适的方案。

同时，也调研了一些其他的开源产品，经过内部讨论和各种取舍，我们选择了MOSN。

在使用 MOSN 时，因为要对接 Eureka，需要进行动态路由，而官网关于路由的文章不是很多。因此，在自己和烈元老师学习后，总结了这样一篇路由分享文章。

MOSN 作为网络边缘代理组件，路由功能是核心功能，本文将介绍 MOSN 路由如何使用，以及 MOSN 路由的一些高级使用技巧，欢迎大家留言指导。

02 路由基本设计 

MOSN

在 MOSN 的路由设计中，Cluster 和 Route 是高度关联的，说白了 Route 的配置，就是为了表达如何准确找到你想找到的 Cluster，另外一个 Cluster 可以有多个 Host 机器。

例如一个 Cluster 有 100 台机器，其中有 50 台是 v1 版本，50 台是 v2 版本，如何根据一些特定的规则，准确地把请求路由到 v1 版本或者 v2 版本呢？

再例如，我想根据 Header 里的某个值，再将这个值和“配置中心”里的某个值进行计算，才能找到 Cluster，那么我该如何配置呢？

- 首先，我们看最简单的路由设置。

上图是一个简单的 Json 配置。其中，Cluster Manager 和 Routers 的配置是路由的关键。我们可以根据 Cluster Manager 配置多个 Cluster，每个 Cluster 配置多个 Host。

然后在 Routers 配置中，根据一些规则，告诉 MOSN 如何将请求路由到 Cluster 中。

如下图：

此配置表示，现在有一个 Rouer 配置名为 Server_Router，有一个虚拟主机，可配置多个域名，这里匹配所有域名。

同时，这个域名有多个路由配置，这里暂且配置了一个路由配置：前缀匹配，只要是 / 开头的，就转发到 ServerCluster 里的 Host 中，也就是下面的 Cluster Manager 配置里的 ServerCluster。

这样，就实现了一个简单的 MOSN 路由的配置。

03 动态路由 Cluster 

MOSN

大部分情况下，如果我们的路由逻辑很简单，例如根据 Header 里的某个名字，找到对应的 Cluster，代码或者配置就是这么写的：

router := v2.Router{ // header 匹配 RouterConfig: v2.RouterConfig{ Match: v2.RouterMatch{ Headers: []v2.HeaderMatcher{ // 这个 header 匹配, 就转发到 app.Name cluster. { Name: "X-service-id", Value: app.Name, }, }, }, // cluster 名称匹配. Route: v2.RouteAction{ RouterActionConfig: v2.RouterActionConfig{ ClusterName: app.Name, }, }, },}r.VirtualHosts[0].Routers = append(r.VirtualHosts[0].Routers, router)

上面代码的意思是如果 Header 里有 X-service-id 这个 kv，那么就能找到下面 RouteAction 对应的 Cluster 了。

那如果是更复杂的逻辑呢？

比如利用请求里的 Header 和“配置中心”的某个值进行计算，如何才能找到 Cluster呢？

此时，通过配置已经无法解决这个需求，因为这其中涉及到了计算逻辑，MOSN 通过动态配置可以支持该需求。

如下图配置：

我们设置了一个（"Cluster_Variable": "My-ClusterVariable"） 的 KV 配置。

同时，我们还需要在 StreamFilter 中，利用变量机制设置 key 为 “My-ClusterVariable” 的 Value ，这个 Value 就是计算出来的 Cluster 名称。

代码如下：

// 先注册这个 key 到变量表中。func init() { variable.Register(variable.NewStringVariable("My-ClusterVariable", nil, nil, variable.DefaultStringSetter, 0))}

var clusterMap = make(map[int]string, 0)
func (f *MyFilter) OnReceive(ctx context.Context, headers api.HeaderMap, buf buffer.IoBuffer, trailers api.HeaderMap) api.StreamFilterStatus { l := len(clusterMap) // 找 Cluster cluster := // 执行一些计算 // 设置到上下文变量中。这个 key 必须和配置文件中保持一致。 variable.SetString(ctx, "My-ClusterVariable", cluster) return api.StreamFilterContinue}

上面的代码展示了如何基于变量机制动态的找到 Cluster，这种机制在面对复杂路由逻辑的场景时，能够解决你的问题。

04 MOSN Subset 

MOSN

如上面所述，我们经常有在一个集群里有多个版本，如何根据某些标签将请求路由到指定的版本呢？ 

通常，我们会使用 Subset 方案，即“子集合”。可在一个 Cluster 里面，为每个应用打标。同时我们的路由也配置相关的配置（MOSN 称为 Metadata），实现较为复杂的路由。

MOSN 官方文档中，简单介绍了 Metadata 的使用。

下面让我们更详细的介绍 Subset 的使用：

上图中左边是 Cluster Host 配置，右边是 Router 配置。

这个路由配置的 Match 意思是：当请求者的 Header 里指定了 Name 和 Value，且其值匹配这个路由值 Service 和 Service.Green，那么该请求就被路由到了这个 Cluster_Subset 集群中。

这个集群可能有多个机器，那么需要这个机器的元数据和路由配置的元数据相同， 必须都是 Subset:Green，才能匹配上这个 Host，否则提示找不到（fall_back_policy 策略是 0 为前提）。

由此，我们解决了一个 Cluster 里面有多个版本的 Host 的路由问题。

再进一步，一个 Cluster 会有多个 Host，每个 Host 可能有不同的 Subset，这可能就需要很多的路由，如果都使用配置文件的方式写死，就比较麻烦。

MOSN 支持基于 stream filter 的方式，设置动态路由。

如下：

基于 MOSN 的变量机制，在请求级别的 VarRouterMeta 中设置 kv Metadata 组合，效果和上面配置文件的方式类似。

另外，如果路由配置中配置 Metadata，请求级别也配置了 Metadata。那么， MOSN 会将 2 个元数据进行合并，和 Host 进行匹配，这个逻辑在 pkg/proxy/downstream.go:1497 代码中有体现。

来个简单的例子，例如分组里指定机器调用：

1.请求时

可在 Header 里指定 IP，并在 VarRouterMeta 里设置这个 IP

2.Host 配置

可在 Metadata 里配置 IP kv，例如 IP：192.168.2.3

如下图:

这样就能匹配到指定机器了。

ps: 关于这个例子，我们其实也可以使用 MOSN 的 ORIGINAL_DST 机制，将 Cluster 的 Type 设置为 ORIGINAL_DST（MOSN 还支持 DNS 集群类型），然后配置 cluster.original_dst_lb_config.use_header = true。我们请求的时候，在 Header 里加入Host = {目标地址}， MOSN 就会根据这个指定的 Host Header 进行转发。

当然，MOSN 也可以自定义名字，不一定要叫 Host。

 来个复杂的例子：

假设一个场景，单个 Host 存在于多个分组，而请求时只能指定一个分组。

如下图：

我们现在有 2 台机器，共 3 个分组：AAA、BBB、CCC。每个机器都包含 AAA 分组。现在有 3 个请求，每个请求都是不同的分组。

此时，我们该如何配置元数据呢？

首先，本质上给机器加分组，其实就是打标，我们将元数据想象成 Tag 列表即可。

上面的代码展示了：

我们将多个分组标签，转换成 MOSN 可以认识的元数据 kv，每个标签对应一个固定的 value true（为什么设置为 true 呢？value 自身其实在 MOSN 的 SubsetLB 中是有含义的，即最终根据请中携带的 metadata 的值去匹配 cluster 中满足条件的 Subset host entry。但由于 metadata 是个 map， 而因为我们这个例子的特殊性，只能使用 key 自身做分组，所有的 value 都保持一样，本质上任何值都是可以的）。同时注意这些 Key 都要保存到 SubsetSelectors 中，否则 MOSN 无法识别。每次调用时，我们在 Filter 里从 Header 里面取出分组标签，然后设置进“上下文变量”中。

例如：

这样，我们就能够完成更加复杂的分组路由。

那 MOSN 是如何寻找 Subset 的呢？

代码如下:

当执行 chooseHost 时，subsetLoadBalancer.findSubset 函数会根据当前请求的元数据，从 subSetLoadbalancer 里找出匹配的 Host List。

05 总结 

MOSN

我们先讲了基于简单的配置，来实现简单的 Router 和 Cluster 的配置文件路由。

再讲了可以基于 stream filter 的方式实现动态寻找 Cluster。同时 MOSN 支持 Subset，可以基于 Route 配置文件来进行路由和 Cluster Host 进行匹配，如果逻辑复杂，也可以基于 stream filter + varRouterMeta 变量的方式来动态寻找 Subset。

其实大部分情况下，我们用 Json 配置就能解决我们的路由问题。如果复杂的话，我们就用 stream filter + varRouterMeta / stream filter + cluster_variable 这两种动态机制解决我们的需求。

下面尝试用一张图来结束本文

「参考资料」

[1] 《Router 配置 MOSN SubsetLB 开发文档 Load Balancer Subsets》https://www.bookstack.cn/read/SOFAMesh-zh/mosn-develop-SubsetLB.md[2] 《Metadata 的使用》https://mosn.io/docs/configuration/custom/#metadata

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