Hello folks，我是 Luga，今天我們來聊一下云原生生態(tài)中的網(wǎng)關(guān)技術(shù) - 由 Traefik Labs 開發(fā)的開源項(xiàng)目 Traefik Proxy，一個(gè)誕生于 8 年前、在社區(qū)的幫助下已成為現(xiàn)代云原生基礎(chǔ)設(shè)施堆棧的重要組成部分。

一、Traefik 發(fā)展歷程簡要回顧

時(shí)光荏苒，白駒過隙 ...

距離 Traefik 上一個(gè)主要版本 v2.0 發(fā)布，已經(jīng)過去了近五年。在這五年里，Traefik 以其強(qiáng)大的功能、靈活的配置和易用的特性，贏得了全球開發(fā)者的青睞，成為了業(yè)界領(lǐng)先的反向代理和負(fù)載均衡器之一。

對于 Traefik 的發(fā)展歷程，我們可以通過如下幾個(gè)數(shù)字來進(jìn)行概要性總結(jié)：

• 超過 30 億次下載量： Traefik 的受歡迎程度可見一斑。
• 超過 700 名貢獻(xiàn)者： 龐大的社區(qū)為 Traefik 的不斷發(fā)展提供了強(qiáng)勁動力。
• DockerHub 排名前 15： Traefik 在開發(fā)者社區(qū)中擁有廣泛的影響力。
• 46,000 個(gè) GitHub star： Traefik 的代碼質(zhì)量和受歡迎程度得到了高度認(rèn)可。
• 連續(xù)五年蟬聯(lián) API 網(wǎng)關(guān)排名第一： Traefik 在 API 網(wǎng)關(guān)領(lǐng)域的地位無可撼動。

二、Traefik Proxy v3.0 RC1 里程碑特性概括

在此版本(v3.0 RC1)中，主要圍繞幾個(gè)關(guān)鍵方面進(jìn)行了增強(qiáng)性設(shè)計(jì)。

首先，增加了對流行的新興技術(shù)的支持及優(yōu)化——WebAssembly (Wasm)、OpenTelemetry 以及 Kubernetes Gateway API。這些技術(shù)的引入為用戶提供了更廣泛的選擇和更高的靈活性。

同時(shí)，基于 Proxy 的核心基石——“路由”和“安全性”等特性，對路由規(guī)則的一些關(guān)鍵部分進(jìn)行修改，旨在提供更強(qiáng)大、更可靠的路由功能，使用戶能夠更好地管理和控制流量的流向。

此外，還添加了對一些前沿技術(shù)的支持，如 HTTP/3、SPIFFE 和 Tailscale。通過支持 HTTP/3，我們提升了性能和效率，使用戶能夠更快地傳輸數(shù)據(jù)。SPIFFE 技術(shù)的引入增強(qiáng)了安全性，為用戶提供了更可靠的身份驗(yàn)證和授權(quán)機(jī)制。而 Tailscale 技術(shù)的支持則使用戶能夠更方便地建立安全的網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的通信。

三、Traefik Proxy v3.0 RC1 里程碑特性解析

1. 引入 WebAssembly 支持：擴(kuò)展性和靈活性再升級

早在 2019 年，隨著 Traefik v2 的發(fā)布，引入了擴(kuò)展引擎 Yaegi，使得能夠?yàn)槠渖舷挛拈_發(fā)中間件(或提供程序)。

作為一個(gè)極其強(qiáng)大的解釋器引擎，Yaegi 邊界儼然已超越了 Traefik 本身。但考慮到其性質(zhì)，Yaegi 仍然需要做很多工作來支持完整的 Go 規(guī)范并跟上該語言的每個(gè)版本，此種場景下，會導(dǎo)致添加極具挑戰(zhàn)性的功能變得困難。

Traefik v3.0 RC1 中添加了對 WebAssembly (Wasm) 技術(shù)的支持。WebAssembly 是一種低級的、可執(zhí)行的二進(jìn)制格式，可以在多種環(huán)境中運(yùn)行，包括瀏覽器和服務(wù)器。Traefik 通過 WebAssembly 支持，可以在 WebAssembly 環(huán)境中執(zhí)行更多的功能，例如擴(kuò)展 Traefik 的功能或?qū)崿F(xiàn)新的插件。這一支持將使 Traefik 更加靈活和可擴(kuò)展。

Traefik 對 Wasm 的支持包括以下功能：

(1) 將 Wasm 模塊作為路由器

Wasm 模塊可以用來定義路由規(guī)則，并根據(jù)請求將流量路由到不同的服務(wù)。通過這種方式，用戶可以根據(jù)自定義的邏輯和需求，靈活地控制流量的分發(fā)和路由。

# 使用 Wasm 模塊定義路由規(guī)則

routers:
  wasm:
    # Wasm 模塊的路徑
    module: /path/to/wasm/module.wasm
    # Wasm 模塊的導(dǎo)出函數(shù)
    function: router

# 將流量路由到不同的服務(wù)

services:
  service1:
    # 匹配 /path/to/service1 的請求
    path: /path/to/service1
  service2:
    # 匹配 /path/to/service2 的請求
    path: /path/to/service2

(2) 將 Wasm 模塊作為中間件

Wasm 模塊可以用來處理請求和響應(yīng)，并在它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣的靈活性允許用戶在請求和響應(yīng)的處理過程中插入自定義邏輯，以滿足特定的需求。用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)邏輯，對請求和響應(yīng)進(jìn)行修改、過濾或增強(qiáng)。

# 使用 Wasm 模塊處理請求和響應(yīng)

middlewares:
  wasm:
    # Wasm 模塊的路徑
    module: /path/to/wasm/module.wasm
    # Wasm 模塊的導(dǎo)出函數(shù)
    function: middleware

# 在所有路由之前應(yīng)用中間件

http:
  middlewares:
    - wasm

# 定義路由

routers:
  default:
    # 匹配所有請求
    path: /

# 將流量路由到不同的服務(wù)

services:
  service1:
    # 匹配 /path/to/service1 的請求
    path: /path/to/service1
  service2:
    # 匹配 /path/to/service2 的請求
    path: /path/to/service2

(3) 支持多種 Wasm 運(yùn)行時(shí)

Traefik 支持多種 Wasm 運(yùn)行時(shí)，包括 Wasmtime 和 Lucet。這意味著用戶可以根據(jù)自己的偏好和需求選擇適合的 Wasm 運(yùn)行時(shí)。這種靈活性使得 Traefik 可以與不同的運(yùn)行時(shí)環(huán)境無縫集成，提供更廣泛的選擇和更好的兼容性。

2. 擁抱 OpenTelemetry，邁向更強(qiáng)大的觀測

作為現(xiàn)代應(yīng)用架構(gòu)的核心組件，Traefik 從 v1 版本開始就將可觀測性作為其中的核心功能之一，并支持多種供應(yīng)商的指標(biāo)和追蹤分析。隨著 OpenTelemetry 的出現(xiàn)，Traefik 積極擁抱這一新興標(biāo)準(zhǔn)，為用戶提供更強(qiáng)大的監(jiān)控能力，并提供平滑遷移的路徑。

在 Metrics 方面，Traefik 已經(jīng)廣泛支持并應(yīng)用于多個(gè)供應(yīng)商，比如 Datadog、Prometheus 等。現(xiàn)在，加入 OpenTelemetry 使得用戶有更多選擇，根據(jù)自身需求選擇最合適的工具，并在遷移到 OpenTelemetry 的過程中保持現(xiàn)有的監(jiān)控工具鏈的完整性。

在 Traces 方面，Traefik 曾經(jīng)是 OpenSensus 和 OpenTracing 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的早期支持者。隨著這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的合并，Traefik 也緊跟潮流，放棄對舊標(biāo)準(zhǔn)的支持，全力支持 OpenTelemetry。這一舉措不僅簡化了 Traefik 的代碼，還為用戶提供了更統(tǒng)一、更強(qiáng)大的追蹤體驗(yàn)。

除了擁抱 OpenTelemetry 之外，Traefik v3 在可觀測性方面還進(jìn)行了其他改進(jìn)，例如：

• 新增對gRPC健康檢查的支持：滿足gRPC應(yīng)用場景的需求，提供更全面的監(jiān)控能力。
• 優(yōu)化指標(biāo)的收集和處理：提高效率，降低資源消耗。
• 提供更豐富的可觀測性數(shù)據(jù)：幫助用戶更深入地了解應(yīng)用的運(yùn)行狀況。

Traefik 不僅僅是一個(gè)功能強(qiáng)大的應(yīng)用架構(gòu)組件，而且在可觀測性方面持續(xù)改進(jìn)和擁抱新的標(biāo)準(zhǔn)，為用戶提供了更好的監(jiān)控和追蹤能力。這些改進(jìn)使得用戶能夠更好地理解和管理其應(yīng)用程序的性能和運(yùn)行狀態(tài)。

3. 路由與安全再升級：構(gòu)建更加可靠、安全的應(yīng)用

Traefik 的基本目的之一是以安全且智能的方式路由網(wǎng)絡(luò)流量，這是代理服務(wù)器的核心功能之一。而 Traefik v3 版本通過引入大量新功能和改進(jìn)，進(jìn)一步鞏固了其在這方面的領(lǐng)先地位，給用戶帶來了令人滿意的體驗(yàn)。

讓我們從互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議 HTTP 開始談起。自 2015 年 HTTP/2 獲得批準(zhǔn)以來，Traefik 團(tuán)隊(duì)一直在努力定義下一個(gè)里程碑：HTTP/3。在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面，Traefik 進(jìn)行了大量的工作。HTTP/3 是一個(gè)重要的協(xié)議，它不再依賴于舊的 TCP 協(xié)議，而是基于 QUIC(一種由 Google 在 2012 年開發(fā)的新傳輸協(xié)議)使用 UDP。HTTP/3 帶來了許多優(yōu)勢，如性能增強(qiáng)、連接建立更快、加密更簡單等?，F(xiàn)在，Traefik 已經(jīng)完成了對 HTTP/3 的實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備將其投入生產(chǎn)使用。

另一個(gè)在云原生環(huán)境中廣泛使用的關(guān)鍵技術(shù)是 gRPC。gRPC 是一種現(xiàn)代的遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)框架，可以在各種環(huán)境中運(yùn)行。它使用 Protocol Buffers 作為接口描述語言，并提供雙向流和流控制、取消和超時(shí)等高級功能。Traefik v3 現(xiàn)在支持 gRPC-Web，這使得從瀏覽器中的 Web 應(yīng)用程序調(diào)用 gRPC 服務(wù)成為可能。

在生產(chǎn)環(huán)境中部署數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)服務(wù)會帶來許多挑戰(zhàn)之一是確保工作負(fù)載能夠相互信任并證明其身份。為解決這個(gè)問題，SPIFFE(Secure Production Identity Framework For Everyone)是一個(gè)安全的生產(chǎn)身份框架項(xiàng)目，它定義了一套框架和標(biāo)準(zhǔn)，用于識別和保護(hù)應(yīng)用程序服務(wù)之間的通信。

Traefik 不僅在網(wǎng)絡(luò)流量路由方面保持著領(lǐng)先地位，而且通過引入新功能和支持關(guān)鍵技術(shù)，如 HTTP/3、gRPC-Web 和 SPIFFE，不斷推動著現(xiàn)代應(yīng)用架構(gòu)的發(fā)展。這些改進(jìn)和創(chuàng)新使 Traefik 成為一個(gè)強(qiáng)大而全面的工具，滿足用戶在安全、智能和可靠性方面的需求。

4. 增強(qiáng) Kubernetes 支持：助力 DevOps 釋放更多潛能

對于使用 Kubernetes 的組織來說，Traefik 一直是首選的入口控制器。 借助 IngressRoutes，用戶可以擺脫舊版 Ingress 規(guī)范的限制，從而享受聲明式路由等諸多優(yōu)勢。

隨著 Kubernetes 的不斷發(fā)展，Traefik 積極參與 Gateway API 的開發(fā)，并率先支持其 alpha 版本。 現(xiàn)在，網(wǎng)關(guān) API 規(guī)范已經(jīng)正式發(fā)布，Traefik 也為用戶提供了完整支持。

# 定義 Gateway

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Gateway
metadata:
  name: traefik-gateway
spec:
  listeners:
  - name: http
    protocol: HTTP
    port: 80
    hosts:
    - "*"

# 定義 HTTPRoute

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: traefik-route
spec:
  host: "www.example.com"
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: service1
          servicePort: 80

# 定義 Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service1
spec:
  selector:
    app: service1
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    port: 80

Traefik 深知 Kubernetes 生態(tài)系統(tǒng)的強(qiáng)大力量，并始終致力于與各供應(yīng)商合作，為用戶提供最佳的工具選擇。 在 Traefik v3 中，我們進(jìn)一步加強(qiáng)了與 Hashicorp Consul 和 Nomad 的集成，以滿足用戶和客戶的普遍需求：

• Consul： 針對需要特殊 TLS 管理的網(wǎng)格，Traefik v3 增強(qiáng)了對 Consul 的支持，幫助用戶更輕松地構(gòu)建安全可靠的微服務(wù)架構(gòu)。
• Nomad： Traefik v3 現(xiàn)在支持 Nomad 的命名空間，使用戶能夠更細(xì)粒度地控制流量路由，并滿足不同應(yīng)用的需求。

此外，Traefik v3 還為 Kubernetes 用戶帶來了以下增強(qiáng)功能：

• 簡化配置： 使用 Gateway API 資源可以統(tǒng)一管理所有路由和負(fù)載均衡配置，簡化了 Kubernetes 集群中的流量管理。
• 提高性能： Traefik 可以利用 Gateway API 資源進(jìn)行更有效的負(fù)載均衡，提升流量處理效率。
• 增強(qiáng)安全性： Traefik 可以與 Gateway API 結(jié)合，提供更強(qiáng)的安全控制，例如身份驗(yàn)證、授權(quán)和 TLS 加密等。

以上為關(guān)于 Traefik Proxy v3.0 RC1 內(nèi)容解讀，更多信息可參考官方項(xiàng)目介紹，若大家感興趣的話。

Reference ：

• [1] https://traefik.io/blog/announcing-traefik-proxy-v3-rc
• [2] https://github.com/traefik/traefik/releases/tag/v3.0.0-rc1?ref=traefik.io