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 = "http://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="huangFeiHong@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now },
23 new User {ID=2,Name="洪熙官",Account="HongXiGuan",Password="HongXiGuan54667",Email="HongXiGuan@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-5) },
24 new User {ID=3,Name="方世玉",Account="FangShiYu",Password="FangShiYu112233",Email="fangShiYu@163.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-30) },
25 new User {ID=4,Name="苗翠花",Account="MiaoCuiHua",Password="MiaoCuiHua887766",Email="miaoCuiHua@sohu.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-90) },
26 new User {ID=5,Name="严咏春",Account="YanYongChun",Password="YanYongChun09392",Email="yanYongChun@263.com", 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("http://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 = $"http://{ip}:{port}/API/Health/Index",
70 Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5),
71 DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(20)
72 }
73 }).Wait();
74 Console.WriteLine($"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 = "http://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": "http://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","PatrickLiu@sina.com")
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="http://*:5726"
--ip="127.0.0.1" --port=5726
健康检查如图：
（2）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll --urls="http://*:5727"
--ip="127.0.0.1" --port=5727
健康检查如图：
（3）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll --urls="http://*:5728"
--ip="127.0.0.1" --port=5728
健康检查如图：
（4）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll --urls="http://*: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="http://*: 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：https://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=http://*: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=http://*: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=http://*: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：http://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：http://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：http://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：http://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：http://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：https://www.consul.io/docs
Consul官网：https://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：https://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http://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。consul operator raft list-peers
（2）、我们在看看服务器角色的分配是否合适？
执行命令：
（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：
http://localhost:8500
第二从服务器： http://localhost:9500
第三从服务器： http://localhost:10500
Consul客户端： http://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，*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：http://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。
http://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。
官网：https://threemammals.com/ocelot
文档：https://ocelot.readthedocs.io/en/latest
GIT：https://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。