庐山真面目之七微服务架构Consul集群、Ocelot网关集群和IdentityServer4版本实现
庐山真面目之七微服务架构Consul集群、Ocelot网关集群和IdentityServer4版本实现
一、简介
在上一篇文章《庐山真面目之六微服务架构Consul集群、Ocelot网关集群和Nginx版本实现》中，我们已经探讨了如何搭建基于Consul服务集群和Ocelot网关集群的微服务架构。乍这么一看，好像还是挺完整和完美的了，真的像我们想象的那样吗？当然没有了，只不过是解决了那篇文章需要解决的问题。毕竟我们每篇文章只会解决一个问题，之所以这样做，是因为这样做，大家才会更能理解每篇文章的技术要点。如果我们把所有的东西都放在一篇文章里，太多了，不利于学习和查看。今天我们要解决什么问题呢？我也不卖关子了，那就是认证和授权的问题。我们现在的所有集群的服务都是敞开大门、对外开放，谁想访问谁访问，谁想怎么干就怎么干，没有任何的安全措施，我们好像在互联网上裸奔一样，虽然“裸奔”很容易出名，但是我们不需要这样，开个玩笑。
1、说明
看过以前文章的朋友，今天会觉得文章的顺序改了一下，主要是便于大家理解，希望开发顺序和思维顺序一致。从今天开始，我们文章的项目建设顺序重新调整一下，怕有些人不知道先后，自己做测试的时候回出错。在此特别声明：如果是高手的话，这些东西相对于您来说，肯定是微不足道，请您口下留德，再者说，这些文章是为没有相关基础的人写的，不要抬杠了，如果有高见，也希望不灵赐教。特别说明，这里的所有代码都经过测试，所以大家可以放心使用。
2、开发环境
以下就是开发环境，不用多说，都很简单，一看就知道。
（1）、开发工具：Visual
Studio 2019
（2）、开发语言：C#
（3）、开发平台：Net
Core3.1，跨平台。
（4）、服务注册：Consul集群，服务注册、发现中心
（5）、服务治理：Ocelot集群，负载均衡、服务治理
（6）、网关服务：Nginx 服务组件，一个负载Consul服务，一个负载Ocelot网关。
（7）、操作系统：Windows
10，64bit。
（8）、鉴权授权：IdentityServer4
3、我们的目标
今天我们的目标是，在Windows系统上实现基于Consul集群、Ocelot集群和IdentityServer4鉴权、授权的微服务架构，这样就可以解决服务实例裸跑在互联网上，被别人攻击就不好了，毕竟，安全第一。从实际项目来说，系统的服务并不是向所有人开放的，有些需要授权才可以访问，有些就不需要了。当然这个肯定不是最终版本，我们还会继续演化下去。
目标框架如图：
二、搭建微服务测试项目。
我们要想搭建微服务架构，第一步，我们当然要搭建我们自己的测试项目了，代码都很简单，主要是为了突出各个开源技术点。这是基础中的基础，没有这一步，其他的都是空中楼阁，没有说服力了。废话少说，我们开始吧。
1、建立测试项目，并编写各个项目的所需代码。
（1）、PatrickLiu.MicroService.Client（ASP.NET CORE
MVC）,客户端项目。
该项目模仿客户端程序，当然可以是你愿意的任何客户端程序，别抬杠，我这里只是一个简单的MVC项目，通过地址访问微服务。
样例代码：
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Net.Http; 5 using Consul; 6 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 7 using Microsoft.Extensions.Logging; 8 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 9 using PatrickLiu.MicroService.Models; 10 11 namespace PatrickLiu.MicroService.Client.Controllers 12 { 13 public class HomeController : Controller 14 { 15 private readonly ILogger<HomeController> _logger; 16 private readonly IUserService _userService; 17 private static int index; 18 19 /// <summary> 20 /// 初始化该类型的新实例。 21 /// </summary> 22 /// <param name="logger">注入日志对象。</param> 23 /// <param name="userService">注入用户服务对象。</param> 24 public HomeController(ILogger<HomeController> logger, IUserService userService) 25 { 26 _logger = logger; 27 _userService = userService; 28 } 29 30 /// <summary> 31 /// 首页。 32 /// </summary> 33 /// <returns></returns> 34 public IActionResult Index() 35 { 36 #region 通过 Nginx 网关访问服务实例。 37 38 string url = "//localhost:6400/gate/users/all?Authentication=bearer eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IjE3RUI3Q0I1NjBDN0ExODgzOEZEQUJCQTg0NEE0MzU2IiwidHlwIjoiYXQrand0In0.eyJuYmYiOjE2MDc2NjkxNzUsImV4cCI6MTYwNzY3Mjc3NSwiaXNzIjoiaHR0cDovL2xvY2FsaG9zdDo3Mjk5IiwiYXVkIjoiVXNlckFwaSIsImNsaWVudF9pZCI6IlBhdHJpY2tMaXUuTWljcm9TZXJ2aWNlLkF1dGhlbnRpY2F0aW9uRGVtbyIsImNsaWVudF9yb2xlIjoiQWRtaW4iLCJjbGllbnRfbmlja25hbWUiOiJQYXRyaWNrTGl1IiwiY2xpZW50X2VNYWlsIjoiUGF0cmlja0xpdUBzaW5hLmNvbSIsImp0aSI6IkM0NTg5QTZBOTYyMkVCQzg5MzkxQ0Q2ODQyQ0NFN0MyIiwiaWF0IjoxNjA3NjY5MTc0LCJzY29wZSI6WyJVc2VyLkdldCJdfQ.XvNWAeVs9tN5e4Jx3o12FbsY74Vk_iWmynh9Ty8Es5Q_FYs2qGy_rAYz1VW-Mec5jh9Dz_i6WLXMG4A6a98ArRQP4ZWR-4V4CZFZdNofUW7H4JjYUIbhBBn4PHRgrRlu99jqXz34b6CqP5Rv8JgA-Yu1nDtdc1gR3OBN4t_bZaTbvaKp6Y_yS2UYC9VmRNWSS_7aELAvgvifaWmpJm55q5H4i0x-zCP-8yBMW_EHBTUfV6i5k0H71jlel-0wWOw6sijjPQMXdyDZyfg6-RJ2naOcGUItsY0LzDiNBRXoF_qDO0jFqq5-pPurwxaG8HnTx0AtcVEe2tpt2GoO_OJS6g"; 39 40 #endregion 41 42 string content = InvokeAPI(url); 43 this.ViewBag.Users = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<IEnumerable<User>>(content); 44 Console.WriteLine($"This is {url} Invoke."); 45 46 #endregion 47 48 return View(); 49 } 50 51 public IActionResult Privacy() 52 { 53 return View(); 54 } 55 56 /// <summary> 57 /// 封装 HttpClient 实例，提供 Http 调用。 58 /// </summary> 59 /// <param name="url">http url 的地址。</param> 60 /// <returns>返回结束数据，格式：JSON。</returns> 61 public static string InvokeAPI(string url) 62 { 63 using (HttpClient client = new HttpClient()) 64 { 65 HttpRequestMessage message = new HttpRequestMessage(); 66 message.Method = HttpMethod.Get; 67 message.RequestUri = new Uri(url); 68 var result = client.SendAsync(message).Result; 69 string conent = result.Content.ReadAsStringAsync().Result; 70 return conent; 71 } 72 } 73 } 74 }
（2）、PatrickLiu.MicroService.Interfaces（NET CORE 类库），定义服务接口，面向接口编程嘛，代码很简单，因为重点不是它。
样例代码：
1 using PatrickLiu.MicroService.Models; 2 using System.Collections.Generic; 3 4 namespace PatrickLiu.MicroService.Interfaces 5 { 6 /// <summary> 7 /// 用户服务的接口定义。 8 /// </summary> 9 public interface IUserService 10 { 11 /// <summary> 12 /// 查找指定主键的用户实例对象。 13 /// </summary> 14 /// <param name="id">用户的主键。</param> 15 /// <returns>返回查找到的用户实例对象。</returns> 16 User FindUser(int id); 17 18 /// <summary> 19 /// 获取所有用户的实例集合。 20 /// </summary> 21 /// <returns>返回所有的用户实例。</returns> 22 IEnumerable<User> UserAll(); 23 } 24 }
（3）、PatrickLiu.MicroService.Models（NET CORE 类库），定义实例类型，主要用于数据传递，代码很简单，因为重点不是它。
样例代码：
1 using System; 2 3 namespace PatrickLiu.MicroService.Models 4 { 5 /// <summary> 6 /// 用户模型。 7 /// </summary> 8 public class User 9 { 10 /// <summary> 11 /// 获取或者设置用户主键。 12 /// </summary> 13 public int ID { get; set; } 14 15 /// <summary> 16 /// 获取或者设置用户姓名。 17 /// </summary> 18 public string Name { get; set; } 19 20 /// <summary> 21 /// 获取或者设置用户账号名称。 22 /// </summary> 23 public string Account { get; set; } 24 25 /// <summary> 26 /// 获取或者设置用户密码。 27 /// </summary> 28 public string Password { get; set; } 29 30 /// <summary> 31 /// 获取或者设置用户的电子邮箱地址。 32 /// </summary> 33 public string Email { get; set; } 34 35 /// <summary> 36 /// 获取或者设置用户角色。 37 /// </summary> 38 public string Role { get; set; } 39 40 /// <summary> 41 /// 获取或者设置用户的登录时间。 42 /// </summary> 43 public DateTime LoginTime { get; set; } 44 } 45 }
（4）、PatrickLiu.MicroService.Services（NET CORE 类库），定义服务实现，我们有了接口，然后基于接口实现具体的服务，代码很简单，因为重点不是它。
样例代码：
1 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 2 using PatrickLiu.MicroService.Models; 3 using System; 4 using System.Collections.Generic; 5 using System.Linq; 6 7 namespace PatrickLiu.MicroService.Services 8 { 9 /// <summary> 10 /// 实现用户服务接口的实现类型。 11 /// </summary> 12 public class UserService : IUserService 13 { 14 private IList<User> dataList; 15 16 /// <summary> 17 /// 初始化类型的实例 18 /// </summary> 19 public UserService() 20 { 21 dataList = new List<User>() 22 { new User {ID=1,Name="黄飞鸿",Account="HuangFeiHong",Password="HuangFeiHong123456",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now }, 23 new User {ID=2,Name="洪熙官",Account="HongXiGuan",Password="HongXiGuan54667",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-5) }, 24 new User {ID=3,Name="方世玉",Account="FangShiYu",Password="FangShiYu112233",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-30) }, 25 new User {ID=4,Name="苗翠花",Account="MiaoCuiHua",Password="MiaoCuiHua887766",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-90) }, 26 new User {ID=5,Name="严咏春",Account="YanYongChun",Password="YanYongChun09392",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddMinutes(-50) }}; 27 } 28 29 /// <summary> 30 /// 查找指定主键的用户实例对象。 31 /// </summary> 32 /// <param name="id">用户的主键。</param> 33 /// <returns>返回查找到的用户实例对象。</returns> 34 public User FindUser(int id) 35 { 36 return dataList.FirstOrDefault(user => user.ID == id); 37 } 38 39 /// <summary> 40 /// 获取所有用户的实例集合。 41 /// </summary> 42 /// <returns>返回所有的用户实例。</returns> 43 public IEnumerable<User> UserAll() 44 { 45 return dataList; 46 } 47 } 48 }
（5）、PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance（ASP.NET CORE
WEBAPI）,这个就是我们的服务，通过启动多个实例，实现集群，代码很简单，因为重点不是它。
这个项目必须引入其他三个项目：
PatrickLiu.MicroService.Interfaces
PatrickLiu.MicroService.Models
PatrickLiu.MicroService.Services
【1】、安装Consul服务组件，以支持注册到Consul服务中心。
命令：Install-Package Consul
可以在项目菜单【依赖项】菜单上点击右键，选择【管理 NuGet 程序包】来安装Consul服务。
【2】、HealthController.cs，主要用于Consul服务的健康检查。
样例代码：
1 using System; 2 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 3 using Microsoft.Extensions.Configuration; 4 5 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Controllers 6 { 7 /// <summary> 8 /// 健康检查的控制器。 9 /// </summary> 10 [ApiController] 11 [Route("api/[controller]")] 12 public class HealthController : ControllerBase 13 { 14 private IConfiguration _configuration; 15 16 /// <summary> 17 /// 初始化该类型的新实例。 18 /// </summary> 19 /// <param name="configuration">配置接口。</param> 20 public HealthController(IConfiguration configuration) 21 { 22 _configuration = configuration; 23 } 24 25 /// <summary> 26 /// 要调用的接口。 27 /// </summary> 28 [HttpGet] 29 [Route("Index")] 30 public IActionResult Index() 31 { 32 Console.WriteLine($"This is HealhController {_configuration["port"]} Invoke"); 33 return Ok(); 34 } 35 } 36 }
【3】、UsersController.cs，主要是业务类型，内容很简单。
样例代码：
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Threading; 5 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 6 using Microsoft.Extensions.Configuration; 7 using Microsoft.Extensions.Logging; 8 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 9 using PatrickLiu.MicroService.Models; 10 11 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Controllers 12 { 13 /// <summary> 14 /// 用户的 API 类型。 15 /// </summary> 16 [Route("api/[controller]")] 17 [ApiController] 18 public class UsersController : ControllerBase 19 { 20 #region 私有字段 21 22 private readonly ILogger<UsersController> _logger; 23 private readonly IUserService _userService; 24 private IConfiguration _configuration; 25 26 #endregion 27 28 #region 构造函数 29 30 /// <summary> 31 /// 初始化该类型的新实例。 32 /// </summary> 33 /// <param name="logger">日志记录器。</param> 34 /// <param name="userService">用户服务接口。</param> 35 /// <param name="configuration">配置服务。</param> 36 public UsersController(ILogger<UsersController> logger, IUserService userService, IConfiguration configuration) 37 { 38 _logger = logger; 39 _userService = userService; 40 _configuration = configuration; 41 } 42 43 #endregion 44 45 #region 实例方法 46 47 /// <summary> 48 /// 获取一条记录 49 /// </summary> 50 /// <param name="id"></param> 51 /// <returns></returns> 52 [HttpGet] 53 [Route("Get")] 54 public User Get(int id) 55 { 56 return _userService.FindUser(id); 57 } 58 59 /// <summary> 60 /// 获取所有记录。 61 /// </summary> 62 /// <returns></returns> 63 [HttpGet] 64 [Route("All")] 65 //[Authorize] 66 public IEnumerable<User> Get() 67 { 68 Console.WriteLine($"This is UsersController {this._configuration["port"]} Invoke"); 69 70 return this._userService.UserAll().Select((user => new User 71 { 72 ID = user.ID, 73 Name = user.Name, 74 Account = user.Account, 75 Password = user.Password, 76 Email = user.Email, 77 Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}", 78 LoginTime = user.LoginTime 79 })); ; 80 } 81 82 /// <summary> 83 /// 超时处理 84 /// </summary> 85 /// <returns></returns> 86 [HttpGet] 87 [Route("Timeout")] 88 public IEnumerable<User> Timeout() 89 { 90 Console.WriteLine($"This is Timeout Start"); 91 //超时设置。 92 Thread.Sleep(3000); 93 94 Console.WriteLine($"This is Timeout End"); 95 96 return this._userService.UserAll().Select((user => new User 97 { 98 ID = user.ID, 99 Name = user.Name, 100 Account = user.Account, 101 Password = user.Password, 102 Email = user.Email, 103 Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}", 104 LoginTime = user.LoginTime 105 })); ; 106 } 107 108 #endregion 109 } 110 }
【4】、增加扩展类型：ConsulExtension.cs
1 using Consul; 2 using Microsoft.Extensions.Configuration; 3 using Microsoft.Extensions.Hosting; 4 using System; 5 6 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Utilities 7 { 8 /// <summary> 9 /// Consul 静态扩展类。 10 /// </summary> 11 public static class ConsulExtension 12 { 13 /// <summary> 14 ///类型初始化器，初始化 Consul 网址和数据中心。 15 /// </summary> 16 static ConsulExtension() 17 { 18 Uri = new Uri("//localhost:8500"); 19 DataCenter = "dc1"; 20 } 21 22 /// <summary> 23 /// 获取或者设置 Consul 的网址。 24 /// </summary> 25 public static Uri Uri { get; set; } 26 27 /// <summary> 28 /// 获取或者设置数据中心。 29 /// </summary> 30 public static string DataCenter { get; set; } 31 32 /// <summary> 33 /// 向 Consul 服务中心注册服务实例。 34 /// </summary> 35 /// <param name="configuration">配置对象。</param> 36 /// <param name="consulServiceName">在 Consul 服务中心注册的服务类别名称，多个实例的 ID 可以属于一个服务类别名称。</param> 37 /// <param name="serviceID">服务实例的主键值，必须唯一。</param> 38 public static void ConsulRegist(this IConfiguration configuration,string consulServiceName, string serviceID) 39 { 40 if (string.IsNullOrEmpty(consulServiceName) || string.IsNullOrWhiteSpace(consulServiceName)) 41 { 42 throw new ArgumentNullException("consulServiceName is null"); 43 } 44 if (string.IsNullOrEmpty(serviceID) || string.IsNullOrWhiteSpace(serviceID)) 45 { 46 throw new ArgumentNullException("serviceID is null."); 47 } 48 49 using (ConsulClient client = new ConsulClient(config => 50 { 51 config.Address = Uri; 52 config.Datacenter = DataCenter; 53 })) 54 { 55 string ip = configuration["ip"]; 56 int port = int.Parse(configuration["port"]); 57 int weight = string.IsNullOrWhiteSpace(configuration["weight"]) ? 1 : int.Parse(configuration["weight"]); 58 59 client.Agent.ServiceRegister(new AgentServiceRegistration() 60 { 61 ID = serviceID, 62 Name = consulServiceName, 63 Address = ip, 64 Port = port, 65 Tags = new string[] { weight.ToString() }, 66 Check = new AgentServiceCheck() 67 { 68 Interval = TimeSpan.FromSeconds(12), 69 HTTP = $"//{ip}:{port}/API/Health/Index", 70 Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5), 71 DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(20) 72 } 73 }).Wait(); 74 Console.WriteLine($"注册服务：{ip}:{port}--Weight:{weight}"); 75 }; 76 } 77 78 /// <summary> 79 /// 向 Consul 服务中心注销服务实例。 80 /// </summary> 81 /// <param name="applicationLifetime">配置对象。</param> 82 /// <param name="serviceID">服务实例的主键值，必须唯一。</param> 83 public static void ConsulDown(this IHostApplicationLifetime applicationLifetime, string serviceID) 84 { 85 if (string.IsNullOrEmpty(serviceID) || string.IsNullOrWhiteSpace(serviceID)) 86 { 87 throw new ArgumentNullException("serviceID is null"); 88 } 89 applicationLifetime.ApplicationStopped.Register(() => 90 { 91 using (var consulClient = new ConsulClient(config => { config.Address = Uri; config.Datacenter = DataCenter; })) 92 { 93 Console.WriteLine("服务已经退出"); 94 consulClient.Agent.ServiceDeregister(serviceID); 95 } 96 }); 97 } 98 } 99 }
【5】、修改 Startup.cs 代码。
1 using Consul; 2 using Microsoft.AspNetCore.Builder; 3 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 4 using Microsoft.Extensions.Configuration; 5 using Microsoft.Extensions.DependencyInjection; 6 using Microsoft.Extensions.Hosting; 7 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces; 8 using PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Utilities; 9 using PatrickLiu.MicroService.Services; 10 using System; 11 using System.Security.Policy; 12 13 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance 14 { 15 /// <summary> 16 /// 应用程序启动配置 17 /// </summary> 18 public class Startup 19 { 20 /// <summary> 21 /// 构造函数注入配置对象 22 /// </summary> 23 /// <param name="configuration">配置实例</param> 24 public Startup(IConfiguration configuration) 25 { 26 Configuration = configuration; 27 } 28 29 /// <summary> 30 /// 获取配置实例。 31 /// </summary> 32 public IConfiguration Configuration { get; } 33 34 /// <summary> 35 /// 配置注入对象。 36 /// </summary> 37 /// <param name="services"></param> 38 public void ConfigureServices(IServiceCollection services) 39 { 40 services.AddControllers(); 41 services.AddSingleton<IUserService, UserService>(); 42 } 43 44 /// <summary> 45 /// 配置 HTTP 处理管道。 46 /// </summary> 47 /// <param name="app">应用程序对象。</param> 48 /// <param name="env">环境对象。</param> 49 /// <param name="applicationLifetime">应用程序生命周期的对象。</param> 50 public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env,IHostApplicationLifetime applicationLifetime) 51 { 52 //其他无关代码省略 53 54 #region Consul 注册 55 56 string serviceID = $"Service:{Configuration["ip"]}:{Configuration["port"]}---{Guid.NewGuid()}"; 57 string consuleServiceName = "PatrickLiuService"; 58 59 //注册服务。 60 Configuration.ConsulRegist(consuleServiceName,serviceID); 61 62 //注销服务 63 applicationLifetime.ConsulDown(serviceID); 64 65 #endregion 66 } 67 } 68 }
【6】、修改 Program.cs 代码，红色标注代表增加的代码。
1 using System.IO; 2 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 3 using Microsoft.Extensions.Configuration; 4 using Microsoft.Extensions.Hosting; 5 6 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance 7 { 8 public class Program 9 { 10 public static void Main(string[] args) 11 { 12 new ConfigurationBuilder() 13 .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory()) 14 .AddCommandLine(args)//支持命令行 15 .Build(); 16 17 CreateHostBuilder(args).Build().Run(); 18 } 19 20 public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) => 21 Host.CreateDefaultBuilder(args) 22 .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder => 23 { 24 webBuilder.UseStartup<Startup>(); 25 }); 26 } 27 }
（6）、PatrickLiu.MicroService.Gateway（ASP.NET CORE
WEBAPI）,网关服务。
【1】、安装Ocelot组件，可以实现针对服务管理工作，如：缓存等。
在【程序包管理器控制台】执行命令
命令：Install-Package
Ocelot
当然也可以在项目下的【依赖项】上点右键，点击【管理NuGet程序包】菜单，在【浏览】项先安装，输入Ocelot，在右侧安装则可以。
【2】、安装Ocelot.Provider.Consul组件，以实现Ocelot和Consul的组合。
在【程序包管理器控制台】执行命令。
命令：Install-Package
Ocelot.Provider.Consul
当然也可以在项目下的【依赖项】上点右键，点击【管理NuGet程序包】菜单，在【浏览】项先安装，输入Ocelot.Provider.Consul，在右侧安装则可以。
【3】、配置Startup.cs文件。
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Threading.Tasks; 5 using IdentityServer4.AccessTokenValidation; 6 using Microsoft.AspNetCore.Builder; 7 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 8 using Microsoft.AspNetCore.HttpsPolicy; 9 using Microsoft.AspNetCore.Mvc; 10 using Microsoft.Extensions.Configuration; 11 using Microsoft.Extensions.DependencyInjection; 12 using Microsoft.Extensions.Hosting; 13 using Microsoft.Extensions.Logging; 14 using Ocelot.Cache; 15 using Ocelot.Cache.CacheManager; 16 using Ocelot.DependencyInjection; 17 using Ocelot.Middleware; 18 using Ocelot.Provider.Consul; 19 using Ocelot.Provider.Polly; 20 21 namespace PatrickLiu.MicroService.Gateway 22 { 23 /// <summary> 24 /// 1、Ocelot 提供网关功能 25 /// 2、Ocelot.Provider.Polly 提供服务治理 26 /// 3、Ocelot.Provider.Consul 提供服务发现 27 /// 4、Ocelot.Cache.CacheManager 提供缓存功能。 28 /// </summary> 29 public class Startup 30 { 31 /// <summary> 32 /// 构造函数注入 33 /// </summary> 34 /// <param name="configuration">配置对象那个</param> 35 public Startup(IConfiguration configuration) 36 { 37 Configuration = configuration; 38 } 39 40 /// <summary> 41 /// 获取配置对象 42 /// </summary> 43 public IConfiguration Configuration { get; } 44 45 /// <summary> 46 /// 配置依赖注入的对象。 47 /// </summary> 48 /// <param name="services"></param> 49 public void ConfigureServices(IServiceCollection services) 50 { 51 #region 1、在网关中增加鉴权模块 52 53 var authenticationProviderKey = "UserGatewayKey"; 54 services.AddAuthentication("Bearer") 55 .AddIdentityServerAuthentication(authenticationProviderKey, options => 56 { 57 options.Authority = "//localhost:7299"; 58 options.ApiName = "UserApi"; 59 options.RequireHttpsMetadata = false; 60 options.SupportedTokens = SupportedTokens.Both; 61 }); 62 63 #endregion 64 65 #region 2、配置网关、网关缓存和服务治理 66 67 services.AddOcelot()//使用 Ocelot 网关服务。 68 .AddConsul()//使用Consul 服务发现控制器。 69 .AddCacheManager(builer => builer.WithDictionaryHandle()) //使用 Ocelot 缓存服务 70 .AddPolly();//支持瞬态故障库----超时、熔断、限流、降级、雪崩效应等都可以做 71 72 #endregion 73 } 74 75 76 /// <summary> 77 /// 78 /// </summary> 79 /// <param name="app"></param> 80 /// <param name="env"></param> 81 public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) 82 { 83 app.UseOcelot();//配置使用 Ocelot 网关中间件。 84 } 85 } 86 }
【4】、增加JSON配置文件，文件名：configuration.json。
1 { 2 //************************************* Ocelot 网关 + 认证中心 + Consul 服务发现 ************************************* 3 "Routes": [ 4 { 5 "DownstreamPathTemplate": "/api/{url}", 6 "DownstreamScheme": "http", 7 "UpstreamPathTemplate": "/gate/{url}", 8 "UpstreamHttpMethod": [ "Get", "Post" ], 9 "UseServiceDiscovery": true, 10 "ServiceName": "PatrickLiuService", 11 "LoadBalancerOptions": { "Type": "RoundRobin" }, 12 //IdentityServer 4 认证中心 13 "AuthenticationOptions": { 14 "AuthenticationProviderKey": "UserGatewayKey", 15 "AllowedScops": [ "User.Get", "Health.Check" ] 16 } 17 } 18 ], 19 "GlobalConfiguration": { 20 "BaseUrl": "//localhost:6299", 21 "ServiceDiscoveryProvider": { 22 "Host": "localhost", 23 "Port": 8090, 24 "Type": "Consul", 25 "PollingInterval": 1000,//轮训 Consul，频率毫秒 26 "Token": "footoken"//需要ACL的话 27 } 28 } 29 }
【5】、修改
Program.cs 文件，使用上面增加的JSON配置文件。
样例代码：
1 using Microsoft.AspNetCore.Hosting; 2 using Microsoft.Extensions.Configuration; 3 using Microsoft.Extensions.Hosting; 4 5 namespace PatrickLiu.MicroService.Gateway 6 { 7 public class Program 8 { 9 public static void Main(string[] args) 10 { 11 CreateHostBuilder(args).Build().Run(); 12 } 13 14 public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) => 15 Host.CreateDefaultBuilder(args) 16 .ConfigureAppConfiguration(config => 17 { 18 config.AddJsonFile("configuration.json",optional:false,reloadOnChange:true); 19 }) 20 .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder => 21 { 22 webBuilder.UseStartup<Startup>(); 23 }); 24 } 25 }
（7）、PatrickLiu.MicroService.AuthenticationCenter（ASP.NET CORE
WEBAPI）,鉴权、授权中心，也可以称“认证服务器”。
【1】、要想认证，必须安装IdentityServer4。
命令：Install-Package IdentityServer4
当然也可以在项目下的【依赖项】上点右键，点击【管理NuGet程序包】菜单，在【浏览】项先安装，输入IdentityServer4，在右侧安装则可以。
【2】、修改 Startup.cs文件。
【3】、增加一个类型 ClientInitConfig.cs文件。
代码样例：
1 using IdentityServer4.Models; 2 using System.Collections.Generic; 3 4 namespace PatrickLiu.MicroService.AuthenticationCenter 5 { 6 /// <summary> 7 /// 自定义的配置文件。 8 /// </summary> 9 public class ClientInitConfig 10 { 11 /// <summary> 12 /// 获取资源的使用范围。 13 /// </summary> 14 /// <returns></returns> 15 public static IEnumerable<ApiScope> GetApiScopes() 16 { 17 return new List<ApiScope> 18 { 19 //User API 20 new ApiScope(name: "User.Get", displayName: "获取用户数据"), 21 22 // Health API 23 new ApiScope(name: "Health.Check", displayName: "健康检查."), 24 }; 25 } 26 27 /// <summary> 28 /// 获取能访问的资源。 29 /// </summary> 30 /// <returns></returns> 31 public static IEnumerable<ApiResource> GetApiResources() 32 { 33 return new List<ApiResource> 34 { 35 new ApiResource("UserApi","Invoice API") 36 { 37 Scopes={ "User.Get", "Health.Check" } 38 } 39 }; 40 } 41 42 43 /// <summary> 44 /// 客户端的认证条件。 45 /// </summary> 46 /// <returns></returns> 47 public static IEnumerable<Client> GetClients() 48 { 49 return new List<Client> { 50 new Client{ 51 ClientId="PatrickLiu.MicroService.AuthenticationDemo", 52 ClientSecrets={new Secret("PatrickLiu123456".Sha256()) }, 53 AllowedGrantTypes=GrantTypes.ClientCredentials, 54 AllowedScopes=new[]{ "User.Get", "Health.Check" }, 55 Claims=new List<ClientClaim>(){ 56 new ClientClaim(IdentityModel.JwtClaimTypes.Role,"Admin"), 57 new ClientClaim(IdentityModel.JwtClaimTypes.NickName,"PatrickLiu"), 58 new ClientClaim("eMail","[email protected]") 59 } 60 } 61 }; 62 } 63 } 64 }
2、编译【PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance】项目，发布4个服务实例，独立进程承载，形成服务集群。
再次提醒大家，在开始启动这4个服务实例之前，必须启动Consul服务中心。
（1）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll –urls=”//*:5726″
–ip=”127.0.0.1″ –port=5726
健康检查如图：
（2）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll –urls=”//*:5727″
–ip=”127.0.0.1″ –port=5727
健康检查如图：
（3）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll –urls=”//*:5728″
–ip=”127.0.0.1″ –port=5728
健康检查如图：
（4）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll –urls=”//*:5729″
–ip=”127.0.0.1″ –port=5729
健康检查如图：
以上是我们成功启动了4个服务实例，并且在Consul
服务中心注册成功，也可以执行健康检查，功能基本完善了。让我们看看4个服务实例在Consul中心的样子吧。
详情页
3、编译【PatrickLiu.MicroService.AuthenticationCenter】项目，发布鉴权、授权中心实例，独立进程承载，形成服务集群。
（1）、启动鉴权、授权中心服务实例（如果提示“以一种访问权限不允许的方式做了一个访问套接字的尝试”错误，请先把项目清理一下，然后再重新生成，或者 –urls 参数要增加双引号，启动实例就可以）。
命令：dotnet PatrickLiu.MicroService.AuthenticationCenter.dll
–urls=”//*: 7299″ –port=7299
（2）、通过PostMan工具获取Token 数据，画红框的要特别注意。
访问地址：Http://localhost:7299/connect/token
（3）、基于Jwt.io网站验证Token数据。
访问地址：//jwt.io/
4、编译【PatrickLiu.MicroService.Gateway】项目，发布3个网关服务实例，独立进程承载，形成服务集群。
（1）、启动第一个网关实例（网关启动之前，确保服务实例项目【PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance】已启动）。
命令：dotnet PatrickLiu.MicroService.Gateway.dll
–urls=//*:6297 –port=6297
（2）、启动第二个网关实例（网关启动之前，确保服务实例项目【PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance】已启动）。
命令：dotnet PatrickLiu.MicroService.Gateway.dll
–urls=//*:6298 –port=6298
（3）、启动第三个网关实例（网关启动之前，确保服务实例项目【PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance】已启动）。
命令：dotnet PatrickLiu.MicroService.Gateway.dll
–urls=//*:6299 –port=6299
（4）、验证网关实例是否启动成功（切记，网关已经增加认证功能，提交参数要增加认证参数“Authentication”，否则就会返回401，提示未授权。特别说明：测试使用PostMan，主要是方便，没有使用客户端的代码）。
第一网关地址：//localhost:6297/gate/users/all，能获取到数据表示一切成功。
截图如下：
刷新地址
第二网关地址：//localhost:6298/gate/users/all，能获取到数据表示一切成功。
截图如下：
刷新地址
第三网关地址：//localhost:6299/gate/users/all，能获取到数据表示一切成功。
截图如下：
刷新地址
（5）、配置Ocelot网关集群的Nginx服务。
具体的下载方法，参考上面或者上文
目录地址：D:\Programs\MicroServices\CulsterOcelotNginx
配置信息：
（6）、验证Ocelot网关集群的Nginx服务地址。
Nginx地址：//localhost:6400/gate/users/all，能获取到数据表示一切成功。
截图如下：
刷新地址后
完美完成负载均衡和认证、授权，心里有些小激动。说明：客户端程序要访问的地址就是这个地址：//localhost:6400/gate/users/all
三、搭建Consul服务的集群。
在互联网的环境下，任何服务组件都很难通过单打独头，独立撑起一片天。随着分布式技术的发展和日益成熟，互联网的项目也开始进行分布式部署，或者是微服务架构部署。基于我们上一篇文章所介绍的，基于单点Consul搭建的微服务架构是有很大问题的。这种情况只是测试环境，不是真正的产品环境，如果我们想更接近产品环境，或者说，我们更接近真实环境，我们必须保证每个节点的高可用。
Consul 用 Golang 实现，因此具有天然可移植性（支持 Linux、windows 和 Mac OS X )，它的安装包仅包含一个可执行文件，方便部署，与 Docker 等轻量级容器可无缝配合。
在这里我们仅仅对Consul集群做简单的介绍，具体的详情可以自己去网上学习。Consul服务在Cluster集群上的每一个节点都运行一个Agent代理，这个Agent代理可以使用Server服务器或者Client客户端模式。Client客户端负责到Server服务器端的高效通信，相对为无状态的。 Server服务器端负责：包括选举领导节点，维护Cluster集群的状态，对所有的查询做出响应，跨数据中心的通信等等。
Agent代理可以运行在Server服务器模式或者Client客户模式，每个数据中心至少有一个Agent代理运行在server服务器模式，一般建议是3或者5个Server。部署单个Server是非常不好的，因为在失败场景中出现数据丢失是不可避免的。我们今天要3个服务器端和1个客户端来完成我们今天的架构任务。
名词解释：
A、Client ：Consul 的 Client模式，就是客户端模式。是
Consul 节点的一种模式，这种模式下，所有注册到当前节点的服务会被转发到 Server，本身不具有持久化数据的功能。
B、Server ：Consul 的 Server 模式，表明这个
Consul 是个 Server ，这种模式下，功能和 Client 都一样，唯一不同的是，它会把所有的数据持久化的本地，这样遇到故障，信息是可以被保留的。
C、Server-Leader：是所有服务器们的老大，它和其它
Server 不一样的一点是，它需要负责同步注册的信息给其它的 Server ，同时也要负责各个节点的健康监测。
D、Raft：Server 节点之间的数据一致性保证协议使用的是 raft，而
Zookeeper 用的
PAXOS，ETCD采用的也是Raft服务发现协议，Consul 采用 http 和 DNS 协议，ETCD 只支持 http 。
E、服务注册：Consul 支持两种方式实现服务注册，一种是通过 Consul 的服务注册API（Http协议），由服务自己调用 API 实现注册；另一种方式是通过
JSON 格式的配置文件实现注册，将需要注册的服务以
JSON 格式的配置文件给出。Consul 官方建议使用第二种方式。
Consul文档：//www.consul.io/docs
Consul官网：//www.consul.io
我们开始在此搭建我们的Consul服务集群，以便改善单节点Consul的情况。
1、我们开始现在Consul服务组件，存放在没有包含中文的目录里。
下载地址：//www.consul.io/downloads
2、解压文件，并存放在你指定的工作目录。
工作目录：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows
在这个目录下边，只有一个文件，consul.exe
3、开始启动服务实例，3个服务器端，一个客户端。
Consul其实不需要安装，这里所说的安装，指的是配置Consul地址到环境变量中，这样就可以在cmd命令框中直接执行命令了，避免切换目录。如果自己不嫌麻烦，就不用配置环境变量，我就没有配置（主要执行次数少），每次执行就直接进入目录执行Consul文件，执行命令：consul.exe，也就是Consul的文件名。
参数解释：
consul agent：命令头，必须要有。
-server：表示要启动服务器代理（agent）模式。Consul
Agent节点的运行模式有两种，Server模式和Client模式。其区别就是Server模式数据可以持久化到本地，而Client模式不可以。
-ui：consul运行后，会提供一个//127.0.0.1:8500/ui/的网站，里面存储了Consul
Agent各个节点以及注册的服务等相关信息，即数据中心的网页形式体现。这个参数代表是否创建这个网站，这个参数与这个数据中心网站有关。
-bind：本机的IP地址，集群内其他代理服务器可以通过这个IP来访问这台电脑的consul代理服务器。
-bootstrap-expect：是集群启动条件，指当服务器端模式（Server模式）的代理达到这个数目后，才开始运行。
-data-dir：是存放数据中心数据的目录，该目录必须是稳定的，系统重启后也继续存在的。
-config-dir：是存放数据中心日志的目录，该目录必须是稳定的，系统重启后也继续存在的。
-datacenter：当前Consul的中心数据的名称，默认是dc1。
-node：节点在集群中的名称，在一个集群中必须是唯一的，默认是该节点的主机名（代表一个机器）。
-client：本地IP地址，这里使用
0.0.0.0 ，就表示这个服务器所有IP都可以，即当这台电脑有俩IP，192.168.1.100和192.168.1.111，那么通过这俩IP都可以访问到这台机器的consul代理服务器。
-join：表示当前的服务器节点或者是客户端节点要加入集群的服务器，后面跟要加入的服务器的具体IP地址。
安装完成后，Agent就可以启动了，我们开始搭建我们Consul集群了。
（1）、创建Server-Leader，Consul集群中的领导者。
命令：consul
agent –server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData
-node=consul-Server1 –client=0.0.0.0 -bind=127.0.0.1 –datacenter=dc1 -config-dir
D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData\config
配置：
当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData\config
JSON配置：
效果：
（2）、创建Server-
Follower，Consul集群中的第一个追随者
命令：consul agent
–server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData2
-node=consul-Server2 –client=0.0.0.0 -bind=127.0.0.1 -config-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData2\config
–datacenter=dc1 –join 127.0.0.1:8301
配置：
当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData2\config
JSON配置：
效果：
成功加入第一个Consul服务所创建的集群
（3）、创建Server-
Follower，Consul集群中的第二个追随者
命令：consul
agent –server -ui -bootstrap-expect=3 -data-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData3
-node=consul-Server3 –client=0.0.0.0 -bind=127.0.0.1 -config-dir D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData3\config
–datacenter=dc1 –join 127.0.0.1:8301
配置：
当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulData3\config
JSON配置：
效果：
（4）、创建Consul-Client ，Consul集群中的客户端。
命令：consul
agent -ui –client=0.0.0.0 –bind=127.0.0.1 -data-dir=D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulClient
-node=consul-Client -config-dir=D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulClient\config
–datacenter=dc1 -join 127.0.0.1:8301
配置：
当前路径：D:\Programs\MicroServices\ConsulCluster\consul_1.8.4_windows\ConsulClient\config
JSON配置：
效果：
4、验证3个服务器端和一个客户端是否安装成功。
执行这些命令，都要切换到Consul所在的目录。切记。
（1）、consul
members 查看Consul成员列表。
3个server,1个client,状态是：alive,说明集群创建成功。
（2）、我们在看看服务器角色的分配是否合适？
执行命令：consul operator raft list-peers
（3）、我们也可以通过浏览器访问以下地址，验证Consul服务是否安装成功。
第一主服务器：
//localhost:8500
第二从服务器： //localhost:9500
第三从服务器： //localhost:10500
Consul客户端： //localhost:11500
能看到如下截图，也可以说明成功。我只截一个图了，其他都类似。
四、配置Nginx服务组件
在这里我并不想对Nginx做更多的介绍，网上的资料太多了，我在这里只是简单说明一下，如果大家想去学习有关Nginx的知识，请去网上自行恶补了。还要说明一下，在进行这项工作之前，请确保上一步的工作配置完成，就是Consul集群的配置工作，因为在这一步里我们要配置Nginx，使用的地址信息就是Consul集群地址列表。
Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，Nginx 1.0.4发布。
其特点是占有内存少，并发能力强，事实上Nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用Nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。
1、下载Nginx服务组件。
网关下载：//nginx.org/en/download.html
我下载的版本号是：1.18.0，随着时间推移，你们下的版本可能不一样，但是只要是稳定版本就可以了。
2、解压到没有包含中文字符的目录里。
Nginx 根目录：D:\Programs\MicroServices\ConsulNginx
Nginx.Conf文件目录：D:\Programs\MicroServices\ConsulNginx\conf
3、开始配置nginx.conf 文件，配置很简单，不多说了。
4、启动Nginx 服务。
执行命令：start
nginx
如果修改文件后可以执行：nginx
–s reload
如果想停止获或退出，可以执行：nginx –s
stop|quit
5、检查Nginx服务是否启动成功。
我们可以通过访问以下地址，来验证Nginx配置是否正确。
//localhost:8090，打开地址，我们看到了Consul服务界面，说明配置和启动成功。
五、Ocelot服务治理组件简介
今天要给大家介绍的Ocelot是一个基于 .net
core的开源WebAPI服务网关项目，它的功能非常强大，包括了路由、请求聚合、服务发现、认证鉴权、限流、负载均衡等功能。而这些功能都可以直接通过修改json配置文件即可使用，非常方便。Ocelot是系统中对外暴露的一个请求入口，所有外部接口都必须通过这个网关才能向下游API发出请求，就如地铁中的安检系统，所有人都必须经过安检才能乘坐地铁。
当然了，我今天肯定也不会对Ocelot服务组件进行详细的讨论，它有官网和详细的文档，如果想看它的源码也是没有问题的，因为它是开源的。如果大家想去学习的话，可以直接点击我贴出的连接。
文档：//ocelot.readthedocs.io/en/latest
GIT：//github.com/ThreeMammals/Ocelot
六、我们可以看看客户端展示的效果了
1、客户端我们自己实现的轮训策略，每次刷新，端口号都变，效果如图：
5726端口的数据：
5727端口的数据：
5728端口的数据：
5729端口的数据：
2、我们的结论。
虽然我们现在增加了Consul集群，也增加了Ocelot网关集群，每个集群也都有自己的Nginx服务实现负载均衡，系统从整体上来说，稳定性和高可用性得到了的保障，并且，我们的服务也已经有了安全认证，安全性大大加强，这样看似挺圆满的，这样就完成了吗？当然不是，还要Token过期的问题，和客户端集成的问题，当然IdentityServer的认证方式有很多种，在产品环境中，我们还有很多要改进的地方。但是这些问题，可能，我要放一放，我要把这些东西全部搬到Linux服务器上，全部实现虚拟化部署，当然也会涉及到Docker的使用。这也是我们下一篇文章要解决的问题，有挑战啊。
七、结束语
好了，今天就写到这里了。俗话说，兵来将挡水来土掩，只要我们勇往直前，道路一定是光明的，再者说，老天不会饿死努力的小鸟的。努力吧，每天进步一点点。
