阿里巴巴早在 2018 年，就開啟了云原生上云的序幕，將容器、服務(wù)網(wǎng)格作為核心技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行演進(jìn)，并嘗試阿里巴巴和螞蟻通過這次技術(shù)演進(jìn)，來統(tǒng)一雙方的中間件技術(shù)棧，讓業(yè)務(wù)更聚焦業(yè)務(wù)開發(fā)，屏蔽底層分布式復(fù)雜度。作為服務(wù)網(wǎng)格一個重要方向，我們開啟了下一代網(wǎng)關(guān)的探索之路。
1 Envoy Gateway 1.0（孵化期）
上云過程中，我們期望統(tǒng)一應(yīng)用架構(gòu)技術(shù)棧，但是螞蟻和阿里巴巴的 RPC 協(xié)議不同，存在互調(diào)鏈路長、協(xié)議轉(zhuǎn)換消耗大、Tengine Reload 訪問有損（接入生效快就需要不斷 reload 有損，如果控制 reload 影響，就要減少 reload 次數(shù)，接入服務(wù)生效慢）、Nginx 內(nèi)核服務(wù)治理能力較弱等問題。因此，需要一個面對未來的網(wǎng)關(guān)解決方案。
當(dāng)時，我們有兩個技術(shù)演進(jìn)思路，一個是基于 Tengine 進(jìn)行優(yōu)化，一個是基于 Envoy 內(nèi)核來擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)場景，考慮到 Tengine 解決這些場景架構(gòu)變動太大，Envoy 作為網(wǎng)關(guān)的第二選項(xiàng)，能夠簡單的解決上述痛點(diǎn)，因此，我們選擇了 Envoy 內(nèi)核作為下一代的網(wǎng)關(guān)演進(jìn)方向，而且從 CNCF Ingress Provider 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，Envoy 也是增長最快的，社區(qū)接受度高。
在 2020 年 5 月，我們啟動了 Envoy Gateway 1.0 的研發(fā)，同年成功支撐了雙 11 大促，且成為核心重保的業(yè)務(wù)鏈路。
Envoy Gateway 1.0主要是應(yīng)用于東西向流量的 RPC 互通，其架構(gòu)部署如下圖：
這個時期，我們面對未來演進(jìn)了 Dubbo3.0 的 Triple 協(xié)議，基于 Envoy，演進(jìn)了網(wǎng)關(guān)的服務(wù)管理能力，支撐了當(dāng)年雙十一本地生活戰(zhàn)役數(shù)十萬 TPS 的流量洪峰。
2 Envoy Gateway 2.0（成長期）
隨著阿里巴巴上云戰(zhàn)役的推進(jìn)，越來越多的場景找到我們，如云上云下業(yè)務(wù)互通，由于 Tengine 服務(wù)管理弱導(dǎo)致阿里內(nèi)部大量二層微服務(wù)網(wǎng)關(guān)需要收斂，因此從業(yè)務(wù)上我們需要做 Tengine + Envoy 兩層網(wǎng)關(guān)的演進(jìn)，承擔(dān)南北向網(wǎng)關(guān)流量。在 2020 年 12 月份我們開始了 2.0 架構(gòu)的演進(jìn)，下面以優(yōu)酷場景為例說明演進(jìn)過程如下圖：
Envoy Gateway 2.0 南北向的架構(gòu)圖如下：
在兩層架構(gòu)中，Envoy 網(wǎng)關(guān)更多承擔(dān)了微服務(wù)網(wǎng)關(guān)和微服務(wù)治理的需求，和 Tengine 流量網(wǎng)關(guān)完成了整合。在這個過程中，我們提升了服務(wù)治理和高可用能力，并且支撐優(yōu)酷內(nèi)部多個二層微服務(wù)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一，大幅提升性能和運(yùn)維效率。
2.0階段，Envoy Gateway 完成了東西向、南北向全域流量的調(diào)度分發(fā)，東西向上不僅支持跨業(yè)務(wù)域的螞蟻 RPC 互通，更是擴(kuò)展到了混合云的云上云下的 RPC 互通場景，包括釘釘文檔、阿里視頻云、達(dá)摩院的店小蜜、智慧數(shù)字人等，2.0階段的業(yè)務(wù)大圖如下（云上云下互通場景，以釘釘為例說明）：
隨著 Envoy Gateway 業(yè)務(wù)的快速鋪開，在跟優(yōu)酷持續(xù)合作時大家不約而同的提出了一個問題：Tengine Gateway（承擔(dān)流量網(wǎng)關(guān)角色） + Envoy Gateway（承擔(dān)微服務(wù)網(wǎng)關(guān)角色）的兩層網(wǎng)關(guān)是否可以合并，使用 Envoy Gateway？答案是肯定的，而且我們也合作設(shè)計(jì)了新的架構(gòu)圖，如下：
這個方案的演進(jìn)，讓我們看到了網(wǎng)關(guān)新的發(fā)展態(tài)勢，尤其在以 Kubernetes 主導(dǎo)的容器化背景下，Kubernetes 集群內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的天然隔離性，用戶也需要一款兼顧高性能與安全性、以及強(qiáng)大服務(wù)治理能力的入口網(wǎng)關(guān)，這也為我們走向3.0提供了很好的積累。
3 Envoy Gateway 3.0（成熟期）
隨著阿里巴巴大量場景的打磨，Envoy 網(wǎng)關(guān)性能、穩(wěn)定性都獲得了很好的發(fā)展。2021 年，阿里巴巴開啟了中間件三位一體戰(zhàn)役，用云產(chǎn)品支撐集團(tuán)業(yè)務(wù)，因此我們也將孵化成熟的技術(shù)通過 MSE 云原生網(wǎng)關(guān)來服務(wù)集團(tuán)。
此時，我們通過 Envoy 將流量網(wǎng)關(guān) + 微服務(wù)網(wǎng)關(guān)合二為一的同時，還通過硬件加速、內(nèi)核優(yōu)化等手段，在性能不打折的情況下，持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)關(guān)的資源部署成本。
技術(shù)架構(gòu)決定技術(shù)優(yōu)勢，Envoy 天然的可擴(kuò)展性，還能將豐富的安全認(rèn)證和微服務(wù)治理能力進(jìn)行集成，體現(xiàn)了云原生網(wǎng)關(guān)高聚合的優(yōu)勢，例如：
- 網(wǎng)關(guān)直連業(yè)務(wù) PodIP，不經(jīng)過傳統(tǒng) Cluster IP，RT 更低
- 支持 HTTPS 硬件加速，QPS 提升80%
- 支持 Wasm 插件市場，插件熱加載，滿足多語言自定義插件需求
- 自研 Multi-Ingress Controller 組件支持多集群 Ingress 復(fù)用同一個網(wǎng)關(guān)實(shí)例
- 原生兼容 Kubernetes Ingress 規(guī)范，且支持 Nginx Ingress 核心功能注解的無縫轉(zhuǎn)化
4 回饋社區(qū)
我們在對 Envoy Gateway 進(jìn)行演進(jìn)的過程中，也提了很多社區(qū) issue，包括：dubbo_proxy、wasm、cryptomb等，未來我們會陸續(xù)回饋社區(qū)，作出更多貢獻(xiàn)，和社區(qū)共同打造下一代網(wǎng)關(guān)。
作者介紹
耿蕾蕾（如葑），阿里云研發(fā)工程師，從 2020 年 5 月負(fù)責(zé) Envoy Gateway 的構(gòu)建到推出 3.0，作為技術(shù)負(fù)責(zé)人主導(dǎo)了整個演進(jìn)過程，在云原生網(wǎng)關(guān)領(lǐng)域有著豐富的實(shí)踐。?
