4.5 从七层负载均衡到网关
早期的七层负载均衡器（如 Nginx）依赖静态配置，仅具备基本的请求代理功能。随着微服务和容器化技术的兴起，负载均衡器开始承担更多职责，逐步从“流量工具”演变为“系统的边界控制层” —— 网关。
业界较流行的网关系统（高级负载均衡器）如表 4-1 所示。
表 4-1 业内网关系统代表
| 名称 | 简介 |
|---|---|
| OpenResty | 基于 Nginx 的高性能 Web 平台，集成了大量模块，用来处理 HTTP 请求，被许多企业作为内部网关的基础框架。 |
| Kong | 构建在 OpenResty 上的网关平台，有丰富的插件体系，支持身份认证、限流、日志记录、监控等功能。 |
| Spring Cloud Gateway | Spring 框架下的 API 网关解决方案，与 Spring Cloud 生态（如 Eureka、Config Server）深度集成，广泛应用于 Java 技术栈的微服务项目。 |
| Traefik | 专为容器化系统设计，可与 Kubernetes、Docker 无缝集成。支持自动服务发现、动态配置路由、请求限流、身份验证、可观测等。 |
| Envoy | Envoy 是 Lyft 开发的一款面向服务网格的高性能网络代理，支持高级的路由控制、负载均衡策略、服务发现和健康检查等。Envoy 与 Istio 紧密结合，通常作为服务网格的数据平面出现。 |
这些网关（高级负载均衡器）各有各的特点，实现的功能也非常强大，笔者不再逐一介绍，简单列举部分功能，以便读者对“强大”有个直观的感受。
协议支持：负载均衡器对应用层协议了解的越多，就可以处理更复杂的事情，包括系统可观测、高级负载均衡和内容路由等。以 Envoy 为例，它支持 HTTP/1、HTTP/2、HTTP/3（QUIC）、gRPC、TCP、TLS、WebSocket、PostgreSQL、Redis、MongoDB、DynamoDB 等协议。
动态配置：随着系统的动态性不断增强，需要在两个方面进行投入，一是动态控制，即实时调整系统行为；二是响应式控制，即根据环境变化做出快速反应。以 Istio 为例，它的架构分为控制平面和数据平面：
- 数据平面：专注于动态控制，负责执行微服务之间的请求转发、负载均衡、熔断、重试、超时等流量管理策略。
- 控制平面：专注于响应式控制，通过集中式配置和管理，为数据平面提供统一接口，用于定义和修改流量管理策略。
流量治理：在分布式架构中，服务间通信治理（如超时、重试、限速、熔断、流量镜像、缓存等）是系统稳定性的重要保障。作为集群的入口，负载均衡器统一收敛并处理这些流量管理策略，有效降低业务系统的运维复杂度。
可观测：目前，指标监控、链路追踪和日志记录已成为高级七层负载均衡器的标配功能，如上面提到的 Envoy 和 Traefik 均支持与 Prometheus、Grafana、Jaeger 等监控和追踪工具的集成。
可扩展性：网关系统通常是插件化的，开发者可以根据需求灵活加载特定插件。例如，在 OpenResty 上，通过编写 Lua 脚本或集成第三方插件，可实现数据缓存、身份认证、安全防护、日志监控等自定义功能。
高可用以及无状态设计：网关系统强调“无状态”（stateless）架构设计，即每个请求都被视为独立的，不依赖于任何先前的请求或存储在服务器上的会话信息。通过消除服务器状态依赖，系统能够轻松实现水平扩展！