微软用它取代了 Nginx 性能提升了百分之八十！这也也太牛逼了吧

民工哥技术之路
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大家好，我是民工哥！

提到反向代理软件，大家肯定第一时间想到是：Nginx，没错，Nginx确实是一款非常优秀的反向代理软件，很多大厂都在使用，比如：微软。

不过，目前微软用它取代了 Nginx ，使得吞吐量提升了百分之八十！图片2021 年，微软将应用服务前端队列转换为 Kestrel + YARP。目前这个应用程序每天处理 160B+ 个 HTTP 请求，这是微软内部自己开发的一个应用程序，通过使用 .NET 的基础架构构建在 .NET 上的。图片所以，今天我们一起来学习一下 YARP。

YARP 简介

图片Yarp（Yet Another Reverse Proxy）是一个反向代理工具包，用于使用ASP.NET和.NET基础设施并在.NET中构建快速代理服务器。Yarp是一个轻量级的.NET反向代理，支持HTTP和HTTPS协议，可以将请求转发到其他服务器上。图片Yarp 基于.Net架构，因此可以在Windows和Linux上应用。Yarp最大的特点是可定制化，可以根据特定场景开发出需要的定制代理通道。你可以根据应用程序的特定需求进行自定义，使用规则来转发请求，并在转发请求时添加或修改HTTP头。

YARP 的功能特性

YARP具有许多主要特点，包括：

  • 高度模块化：YARP设计成高度模块化的，可以根据需要替换或扩展内部组件，如HTTP请求路由、负载均衡、健康检查等。
  • 高性能：YARP针对高性能进行了优化，利用.NET的异步编程模型和高效的IO操作，以处理大量并发连接。
  • 配置驱动：YARP的行为可以通过配置来控制，支持从文件、数据库或其他来源动态加载配置。
  • 可定制化：YARP最大的特点是可定制化，可以根据特定场景开发出需要的定制代理通道。
  • 稳定可靠：YARP提供了主动和被动健康检查，还提供了多种问题诊断机制。
  • 快速开始：YARP使开发人员能够完全控制，同时利用经过验证的ASP.NET Core和.NET功能集，以及C#（或其他.NET语言）的生产力。

此外，YARP还具有一些功能，如反向代理、负载均衡、限流（仅在使用.NET 7.0或更高版本时可用）、身份验证和授权、压缩、缓存、健康检查以及分布式跟踪等。

YARP 的使用场景

  • 负载均衡：分发请求到后端多个服务器，提高系统的可伸缩性和可靠性。
  • 内部网络隔离：隐藏内部服务器的IP地址，外部只能通过YARP访问内部服务器，从而保护内部网络的安全。
  • 缓存和加速：缓存请求和响应，减少对后端服务器的请求，加速内容的传输。
  • 身份验证和授权：通过集成的身份验证和授权机制，控制对后端服务器的访问，确保只有经过授权的用户才能访问特定的资源。
  • 流量控制和限流：YARP可以限制来自外部的请求速率，防止潜在的DDoS攻击或其他恶意流量，保护服务器免受攻击。
  • 日志和监控：记录请求和响应的详细日志，并提供对流量的监控和分析，帮助跟踪问题、分析性能瓶颈以及监控系统的健康。
  • API网关：在微服务架构中，YARP可以用作API网关，将来自客户端的请求路由到正确的微服务实例，并执行安全检查、速率限制等操作。

部署及使用

YARP 2.0.0 支持 ASP.NET Core 6.0 及更高版本。可以从 dotnet.microsoft.com/download/do… 下载 .NET SDK。

所以安装环境需要预先部署.Net环境，可以使用下面的命令检查：

dotnet --version

然后使用命令行创建一个空的 ASP.NET Core 项目

dotnet new web -n MyProxy -f net6.0

然后使用 nuget 管理工具手动添加包 Yarp.ReverseProxy，也可以使用命令模式添加

Install-Package Yarp.ReverseProxy

在Program.cs文件中注册Yarp

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddReverseProxy()
    .LoadFromConfig(builder.Configuration.GetSection("ReverseProxy"));
var app = builder.Build();
app.MapReverseProxy();
app.Run();

配置 appsettings.json

{
 "Logging": {
   "LogLevel": {
     "Default": "Information",
     "Microsoft": "Warning",
     "Microsoft.Hosting.Lifetime": "Information"
   }
 },
 "AllowedHosts": "*",
 "ReverseProxy": {
   "Routes": {
     "route1" : {
       "ClusterId": "cluster1",
       "Match": {
         "Path": "{**catch-all}"
       }
     }
   },
   "Clusters": {
     "cluster1": {
       "Destinations": { 
       "microsoft": { 
       "Address": "https://docs.microsoft.com/zh-cn/" },
       "github":{ 
       "Address": "https://github.com/" 
       } 
      } 
    } 
  } 
}   

配置完成后，运行项目即可，访问该站点将随机反向代理到微软官网和github，如下效果：图片更多操作及配置过程可参考：microsoft.github.io/reverse-pro…

YARP 与 Nginx 

两者都具有相同的功能，在相关的配置上肯定是可相互替代的，接下来演示这部分的配置内容。

路由匹配

YARP提供了类似于Nginx的路由匹配功能。

#Nginx 
/webapp

#YRAP
     "route1" : {
       "ClusterId": "cluster1",
       "Match": {
         "Path": "/webapp/{**catch-all}"
       }

负载均衡

YARP 具有内置的负载均衡功能，可以根据请求的属性（如URL路径、请求头、客户端IP等）将其转发到多个后端服务器。

#Nginx 配置负载均衡

upstream backend {
 server localhost:9002;
 server localhost:9003;
}
server {
 listen 8080;
 server_name localhost;
 
 location / {
  # backend 就是服务器组的名称
  proxy_pass http://backend/;
 }
}

#YARP配置负载均衡
"Destinations": { 
       "APP1": { 
       "Address": "https://10.0.0.1:9999" 
       },
       "APP2":{ 
       "Address": "https://10.0.0.1:8888" 
       }
}

官方给出的实例：图片

地址重写

Nginx  中地址重写直接使用 rewrite

server {
    location / {
        limit_conn myip 10;
        limit_conn myServerName 100;
        rewrite / http://www.mingongge.com permanent;
    }

Yarp 在 route中增加配置

"Transforms": [
          { "PathRemovePrefix": "/OMS" }
        ]

Forward 与 Timeout 配置

Forward配置
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

YARP 默认 X-Forwarded-For，需要配置成 X-Forwarded-Proto，X-Forwarded-Host 可在 Transforms 中进行修改。

Timeout 配置

Nginx 超时配置

proxy_connect_timeout 300;
proxy_send_timeout 300;
proxy_read_timeout  300;

Yarp 超时配置

"HttpRequest": {
    "ActivityTimeout": "<timespan>",#格式"ActivityTimeout": "00:00:30"
    "Version": "<string>",
    "VersionPolicy": ["RequestVersionOrLower", "RequestVersionOrHigher", "RequestVersionExact"],
    "AllowResponseBuffering": "<bool>"
}

总结

YARP 给微软 Azure 应用服务带来巨大的提升：

  • 吞吐量提高了近 80%。
  • Azure 应用的性能提升，降低了 CPU 使用率和内存占用率。
  • 支持 HTTP/3 等现代协议。
  • 支持新的客户方案，例如 gRPC 应用程序、主机密码套件配置、自定义错误页等。

由微软 .NET 核心团队开发的 Kestrel + YARP 这个创新技术还是非常有价值的，值得大家尝试引到自己的开发项目来。

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