Envoy和gRPC-Web：REST的鲜新替代方案

Posted 2021-04-30 CNCF

gRPC-Web是一个javascript客户机库，它允许web应用程序使用来与后端服务交互，而不是使用自定义HTTP服务器作为中介。上周，经过近两年的积极开发，gRPC团队在上宣布了gRPC-Web的GA发布。

就我个人而言，自从我第一次在 Improbable engineering的博客上看到gRPC-Web之后，我就对它产生了浓厚的兴趣。我一直很喜欢gRPC的性能、可伸缩性和服务交互的IDL驱动方法，并且渴望一种尽可能从服务路径中消除REST的方法。我很高兴地看到gRPC-Web已经准备就绪，因为我认为它为web开发打开了一些极具前景的领域。

在我看来，gRPC- Web的美妙之处在于，它使你能够从web客户机一直到下创建完整的端到端gRPC服务体系结构。以前，如果你希望将一个gRPC驱动的后端与web客户端结合使用，那么你需要编写REST API逻辑来将HTTP调用转换到gRPC上或从gRPC上进行转换——如果可能的话，我们大多数人都很乐意避免这种工作。gRPC-Web允许你使用Protocol Buffers封装所有数据接口，从而使你不必编写另一个HTTP服务器（是在令人难以置信的Envoy帮助下，我将进一步解释）。

gRPC- web的美妙之处在于，它使你能够从web客户机一直创建完整的端到端gRPC服务体系结构。这使你无需编写另一个HTTP服务器，因为它允许你使用Protocol Buffers封装所有的数据接口（在Envoy的关键帮助下）。

REST的方式

下图展示了两种构建基于gRPC的服务体系结构的web应用程序的方法。在左侧面板中，你将看到基于REST的“传统”方式，而在右侧面板中，你将看到gRPC-Web方式。

REST API与gRPC-Web中的客户机-后端交互

在左侧面板中，你将注意到REST API服务器充当web应用程序和后端之间的联系人。在很多情况下，REST服务器只是将HTTP从客户端调用转换为gRPC到后端服务的调用。

让我们来看一个示例：客户端希望通过将JSON发送到HTTP服务器的/auth端点来使用gRPC后端服务器进行身份验证。HTTP服务器将POST请求转换为AuthRequest的Protobuf消息，将该消息发送到后端gRPC auth服务器，最后将auth服务器的AuthResponse消息转换为web客户机的JSON负载。正如我在为CNCF博客写的博文中所述，这种方法本身并没有什么问题。这是一个很好的模式，很多开发人员都很成功地使用了这种模式；如果它对你有用，就留着吧。

但让我们面对现实吧：如果web客户端能够删除HTTP中介并直接将请求发送到后端（想象一下JavaScript auth客户端发送AuthRequest消息并返回AuthResponse消息），那么将节省大量工作。这意味着不需要HTTP状态码，不需要JSON SerDe，也不需要HTTP服务器本身的部署和管理负担。

在右边的面板中，你可以看到新的gRPC-Web替代方案。你将注意到：拼图的碎片更少了，一个协议（绿色的行！），没有HTTP逻辑，所有数据接口都使用.proto文件定义。客户端向gRPC后端发送一个Protobuf消息，返回一个Protobuf消息。

为了得到这个好处，还有一件事你需要做好…

Envoy的角色

坦白说：我撒了点小谎。前面我说过，使用gRPC- Web客户端可以“直接”对后端服务进行gRPC调用。这并不完全正确。对于gRPC-Web，客户端调用仍然需要转换为对gRPC友好的调用，但是这个角色现在由Envoy来填补，Envoy具有对gRPC-Web的内置支持，并作为其默认的服务网关。

下图给出了特使适用于gRPC-Web图片的基本图片。在这里，web应用程序与后端gRPC服务交互，后端gRPC服务依赖于另外两个gRPC服务。Envoy将客户端产生的HTTP/1.1调用转换为可以由这些服务处理的HTTP/2调用（gRPC使用HTTP/2进行传输）。HTTP仍然在幕后运行，但是客户机和服务器都不需要考虑HTTP术语。

Envoy在gRPC-Web应用程序中的角色

gRPC-Web是一个巨大的胜利，因为你不需要创建那个翻译层——你只需要为Envoy提供一些基本的配置。

对于gRPC-Web，客户端调用仍然需要转换为对gRPC友好的调用，但是这个角色现在由Envoy来填补，Envoy具有对gRPC-Web的内置支持，并作为其默认的服务网关。

Envoy配置例子

下面是一个用于Envoy代理的YAML配置示例，该代理侦听端口8080上的HTTP客户机连接，然后将这些请求代理给后端gRPC服务。

 1static_resources:
 2  listeners:
 3  - name: listener_0
 4    address:
 5      socket_address: { address: 0.0.0.0, port_value: 8080 }
 6    filter_chains:
 7    - filters:
 8      - name: envoy.http_connection_manager
 9        config:
10          codec_type: auto
11          stat_prefix: ingress_http
12          route_config:
13            name: local_route
14            virtual_hosts:
15            - name: local_service
16              domains: ["*"]
17              routes:
18              - match:
19                  prefix: "/”
20                route:
21                  cluster: auth_service
22              cors:
23                allow_origin:
24                - "*"
25                allow_methods: GET, PUT, DELETE, POST, OPTIONS
26                allow_headers: keep-alive,user-agent,cache-control,content-type,content-transfer-encoding,x-accept-content-transfer-encoding,x-accept-response-streaming,x-user-agent,x-grpc-web
27                max_age: "1728000"
28                expose_headers: grpc-status,grpc-message
29                enabled: true
30          http_filters:
31          - name: envoy.grpc_web
32          - name: envoy.cors
33          - name: envoy.router
34  clusters:
35  - name: auth_service
36    connect_timeout: 0.25s
37    type: logical_dns
38    http2_protocol_options: {}
39    lb_policy: round_robin
40    hosts:
41socket_address:
42  address: auth-server
43  port_value: 9090

一般来说，这是特使使用的非常标准的HTTP配置。只有几个小小的区别：

• 处理gRPC-Web客户机请求（JavaScript库自动处理这些头）需要一些非典型的头文件——x-grpc-web、grpc-status和grpc-message。

• 内置的envoy.grpc_web HTTP过滤器执行gRPC-Web代理的“繁重工作”

• http2_protocol_options:{}指定auth_service接受HTTP/2（在本例中是gRPC）连接。

你只是将自己从围绕开发HTTP服务器的所有常见的繁琐程序中拯救出来，所需要的只是一个小YAML。不需要将HTTP谓词映射到API操作，不需要询问StackOverflow哪个HTTP状态代码对应哪个服务器状态，不需要将JSON转换为Protobuf消息。

一条新的道路

gRPC- Web和Envoy提供了一种非常引人注目的web开发新方法，它提供了Protocol Buffers和gRPC的类型安全性，并规避了HTTP和REST的许多缺陷，这些缺陷我们都非常熟悉。我鼓励——不乞求——你在下一个项目中尝试一下。

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