深入了解Gateway负载均衡

一、Gateway负载均衡实现原理

Gateway作为服务网关，实现负载均衡主要是通过两种方式：第一种是基于Ribbon实现的客户端负载均衡，第二种是基于Zuul Filter实现的网关负载均衡。客户端负载均衡使用了Netflix的Ribbon，它是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡器。它可以对客户端请求进行统一的管理和路由，同时对服务进行负载均衡。而网关负载均衡则采用了Zuul Filter来实现，Zuul Filter通过一些规则来定义路由策略，处理请求并将它们转发到后端服务器。

二、Gateway负载均衡轮询

轮询是Gateway中实现负载均衡的一种策略，具体实现方法就是按顺序依次将请求转发到不同的服务器上。这种策略具有简单、易实现、均衡的特点，但是如果服务器长时间不能响应或者响应时间过长的话，就有可能出现服务器偏斜或者集群压力增大的情况。

//@RibbonClient的name属性，调用指定name的服务做负载均衡（服务名不区分大小写）
@FeignClient(name = "demo", configuration = FeignConfig.class, fallback = HelloRemoteFallback.class)
public interface HelloRemote {
 
    @RequestMapping("/hello")
    String hello();
}

三、Gateway负载均衡配置

Gateway的负载均衡可以通过配置文件进行设置。通过指定不同的路由规则配置，可以为不同的服务实现不同的路由策略。通过配置多个服务的路由规则，可以对服务实现多元化的负载均衡策略。

#服务名称
spring:
  application:
    name: server-a
#声明服务端口    
server:
  port: 8082

#ribbon负载均衡策略：
#RandomRule：随机策略
#RoundRobinRule：轮询策略
#RetryRule：重试策略
#WeightedResponseTimeRule：基于响应时间加权的负载均衡策略
ribbon:
  eureka:
    enabled: true
  #所需的最大连接数，默认为1
  MaxTotalConnectinos: 10
  #对每个服务的请求所需的最大连接数，默认为1
  MaxPerRoutes: 2
  #请求连接超时时间（毫秒）
  ConnectTimeout: 3000
  #请求处理响应时间（毫秒）
  ReadTimeout: 5000
  #ribbon默认的负载均衡策略
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule

四、Gateway负载均衡的区别

在Gateway负载均衡中，除了轮询策略，还有很多其他的负载均衡策略。如Random(随机)、ResponseTime(响应速度)等，这些策略都是对某一特定场景下的负载均衡优化。另外，客户端负载均衡和网关负载均衡的最大区别在于前者是由客户端进行路由，而后者则是由网关进行路由。这样可以在一定程度上对服务进行统一的管理和路由，从而降低了服务管理的复杂度。

五、Gateway负载均衡策略

在Gateway中，有众多负载均衡策略可供选择。其中较常用的策略有：IP Hash、Round Robin(轮询)、Least Connection(最小连接数)。IP Hash策略是将请求的IP地址经过哈希运算后，得到一个数值；之后将该值与可用的服务器数取模，以得到一个介于0到可用服务器数之间的数。该数值对应的服务器将会被选择并返回给客户端。Round Robin策略是轮流让各个服务来处理请求，实现均衡负载。Least Connection策略会将请求分配到连接数最少的服务器中。

    @LoadBalanced
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

六、Gateway负载均衡是本地

因为Gateway负载均衡是本地的负载均衡，只对本地进行负载均衡，不会对远程服务进行负载均衡。这就是相对于其他负载均衡而言的天然优势。可以通过在发起请求的时候，将请求路由到最近的服务实例上，从而降低延迟，提高服务响应时间，达到更好的性能优化。

七、Gateway负载均衡原理

Gateway负载均衡的原理可以用一张图来表示：客户端请求发送到服务网关（Gateway）之后，服务网关会根据预先设定的路由规则，将请求转发到不同的服务实例上，再通过服务实例的负载均衡来选择具体的服务来响应请求。

//Ribbon负载均衡启用注解
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
@ConditionalOnProperty(value = "feign.ribbon.enabled", matchIfMissing = true)
public Client feignClient(RibbonClientHttpRequestFactory requestFactory) 
{
    return new RibbonClientFeignTemplate(requestFactory, context);
}

八、Gateway负载均衡HTTP

在Gateway负载均衡中，HTTP是常用的协议之一。除了HTTP以外，还有TCP以及UDP等协议。

    //服务请求工厂
    @Bean
    public RibbonClientHttpRequestFactory requestFactory(ClientHttpRequestFactory clientHttpRequestFactory) {
        return new RibbonClientHttpRequestFactory(clientHttpRequestFactory);
    }

九、Gateway负载均衡策略IP Hash

IP Hash策略是一种常用的负载均衡策略。它的思路是将请求的IP地址哈希，然后再将哈希值和当前可用服务器数取模，得到一个数字，该数字代表了将要请求的服务器，从而实现负载均衡。这种策略优点在于相同的客户端IP地址，总是可以定位到同一台服务器，从而保证了用户的会话一致性。

@Configuration
public class PhoenixRibbonConfig {
    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
      //使用Ribbon的默认轮询规则
        return new RoundRobinRule();
    }
}

十、Gateway负载均衡策略有哪些选取

在实际使用中，Gateway负载均衡策略选择需要根据负载均衡的实际情况进行调整。不同的负载均衡策略对应不同的场景。如Round Robin策略适用于后端服务器具有相同配置和功能，且没有地理位置差异的场景；Least Connection策略适用于后端服务器计算能力差异明显且服务请求吞吐量不均等的场景。综上，我们需要根据实际的情况，选择最适合自己场景的负载均衡策略。