MOSN:一款主要使用 Go 语言开发的云原生网络代理平台
MOSN（Modular Open Smart Network）是一款主要使用 Go 语言开发的云原生网络代理平台，由蚂蚁集团开源并经过双 11 大促几十万容器的生产级验证。 MOSN 为服务提供多协议、模块化、智能化、安全的代理能力，融合了大量云原生通用组件，同时也可以集成 Envoy 作为网络库，具备高性能、易扩展的特点。 MOSN 可以和 Istio 集成构建 Service Mesh，也可以作为独立的四、七层负载均衡，API Gateway、云原生 Ingress 等使用。
核心能力
- Istio 集成集成 Istio 1.10 版本，可基于全动态资源配置运行
- 核心转发自包含的网络服务器支持 TCP 代理支持 UDP 代理支持透明劫持模式
- 多协议支持 HTTP/1.1，HTTP/2支持基于 XProtocol 框架的多协议扩展支持多协议自动识别支持 gRPC 协议
- 核心路由支持基于 Domain 的 VirtualHost 路由支持 Headers/Path/Prefix/Variable/DSL 等多种匹配条件的路由支持重定向、直接响应、流量镜像模式的路由支持基于 Metadata 的分组路由、支持基于权重的路由支持基于路由匹配的重试、超时配置支持基于路由匹配的请求头、响应头处理
- 后端管理 & 负载均衡支持连接池管理支持长连接心跳处理支持熔断、支持后端主动健康检查支持 Random/RR/WRR/EDF 等多种负载均衡策略支持基于 Metadata 的分组负载均衡策略支持 OriginalDst/DNS/SIMPLE 等多种后端集群模式，支持自定义扩展集群模式
- 可观察性支持格式可扩展的 Trace 模块，集成了 jaeger/skywalking 等框架支持基于 prometheus 的 metrics 格式数据支持可配置的 AccessLog支持可扩展的 Admin API集成 Holmes，自动监控 pprof
- TLS支持多证书匹配模式、支持 TLS Inspector 模式支持基于 SDS 的动态证书获取、更新机制支持可扩展的证书获取、更新、校验机制支持基于 CGo 的国密套件
- 进程管理支持平滑升级，包括连接、配置的平滑迁移支持优雅退出
- 扩展能力支持基于 go-plugin 的插件扩展模式的支持基于进程的扩展模式支持基于 WASM 的扩展模式支持自定义扩展配置支持自定义的四层、七层Filter扩展
MOSN 的核心概念解析
MOSN 主要划分为如下模块，包括了网络代理具备的基础能力，也包含了 xDS 等云原生能力。
xDS（UDPA）支持
MOSN 支持云原生统一数据面 API（UDPA），支持全动态配置更新。
xDS 是 Envoy 创建的一个关键概念，它是一类发现服务的统称，其包括如下几类：
- CDS：Cluster Discovery Service
- EDS：Endpoint Discovery Service
- SDS：Secret Discovery Service
- RDS：Route Discovery Service
- LDS：Listener Discovery Service
正是通过对 xDS 的请求来动态更新 Envoy 配置，另外还有个 ADS（Aggregated Discovery Service）通过聚合的方式解决以上 xDS 的更新顺序问题。
业务支持
MOSN 作为底层的高性能安全网络代理，支撑了 RPC、消息（Messaging）、网关（Gateway）等业务场景。
IO 模型
MOSN 支持以下两种 IO 模型：
- Golang 经典 netpoll 模型：goroutine-per-connection，适用于在连接数不是瓶颈的情况。
- RawEpoll 模型：也就是 Reactor 模式，I/O 多路复用（I/O multiplexing）+ 非阻塞 I/O（non-blocking I/O）的模式。对于接入层和网关有大量长链接的场景，更加适合于 RawEpoll 模型。
netpoll 模型
MOSN 的 netpoll 模型如上图所示，协程数量与链接数量成正比，大量链接场景下，协程数量过多，存在以下开销：
- Stack 内存开销
- Read buffer 开销
- Runtime 调度开销
RawEpoll 模型
RawEpoll 模型如上图所示，使用 epoll 感知到可读事件之后，再从协程池中为其分配协程进行处理，步骤如下：
- 链接建立后，向 Epoll 注册 oneshot 可读事件监听；并且此时不允许有协程调用 conn.read，避免与 runtime netpoll 冲突。
- 可读事件到达，从 goroutine pool 挑选一个协程进行读事件处理；由于使用的是 oneshot 模式，该 fd 后续可读事件不会再触发。
- 请求处理过程中，协程调度与经典 netpoll 模式一致。
- 请求处理完成，将协程归还给协程池；同时将 fd 重新添加到 RawEpoll 中。
协程模型
MOSN 的协程模型如下图所示。
- 一条 TCP 连接对应一个 Read 协程，执行收包、协议解析；
- 一个请求对应一个 worker 协程，执行业务处理，proxy 和 Write 逻辑；
常规模型一个 TCP 连接将有 Read/Write 两个协程，我们取消了单独的 Write 协程，让 workerpool 工作协程代替，减少了调度延迟和内存占用。
能力扩展
协议扩展
MOSN 通过使用统一的编解码引擎以及编/解码器核心接口，提供协议的 plugin 机制，包括支持：
- SOFARPC
- HTTP1.x/HTTP2.0
- Dubbo
NetworkFilter 扩展
MOSN 通过提供 network filter 注册机制以及统一的 packet read/write filter 接口，实现了 Network filter 扩展机制，当前支持：
- TCP proxy
- Fault injection
StreamFilter 扩展
MOSN 通过提供 stream filter 注册机制以及统一的 stream send/receive filter 接口，实现了 Stream filter 扩展机制，包括支持：
- 流量镜像
- RBAC 鉴权
TLS 安全链路
通过测试，原生的 Go 的 TLS 经过了大量的汇编优化，在性能上是 Nginx（OpenSSL）的80%，Boring 版本的 Go（使用 cgo 调用 BoringSSL）因为 cgo 的性能问题， 并不占优势，所以我们最后选择使用原生 Go 的 TLS，相信 Go Runtime 团队后续会有更多的优化，我们也会有一些优化计划。
Go vs Nginx 测试结果如下图所示：
- Go 在 RSA 上没有太多优化，go-boring（CGO）的能力是 Go 的两倍。
- p256 在 Go 上有汇编优化，ECDSA 优于go-boring。
- 在 AES-GCM 对称加密上，Go 的能力是 go-boring 的 20 倍。
- 在 SHA、MD 等 HASH 算法也有对应的汇编优化。
支持国密的性能测试结果如下图所示：
下载安装
使用 go get -u mosn.io/mosn 命令或者将项目代码克隆到 $GOPATH/src/mosn.io/mosn 目录中。
项目地址：
https://github.com/mosn/mosn