百度开源项目 BFE 被 CNCF 接纳为 Sandbox Project

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发布于 2020年06月30日
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2020年6月24日,BFE开源项目被CNCF (Cloud Native Computing Foundation,云原生计算基金会)正式接纳为Sandbox Project。这是百度第一个被CNCF接纳的开源项目,也是在网络方向上中国第一个被CNCF接纳的开源项目。

BFE原名为Baidu Front End(百度统一前端),是百度的统一七层流量转发平台。BFE平台目前已接入百度大部分流量,每日转发请求接近1万亿,峰值QPS超过1000万。在2019年百度春晚红包活动中,BFE平台在超大用户压力、数次流量波峰下平稳运行,保证了春晚红包活动的顺利进行。

作为综合的流量转发平台,BFE平台集成了以下4大功能:

  • 流量接入和转发:支持HTTP、HTTPS、HTTP/2、QUIC等多种协议,并支持强大的应用层路由能力
  • 流量全局调度:支持由外网流量调度和内网流量调度共同构成的全局流量调度系统
  • 安全和防攻击:支持黑名单封禁、精细限流和应用层防火墙(WAF)等多种防攻击能力
  • 实时数据分析:支持分钟级的超高维度时序报表

作为BFE平台的核心组件,BFE转发引擎从2012年开始研发,并于2014年使用Go语言完成重构。由于基于Go语言,和业界普遍使用的Nginx开源软件相比,BFE具有以下优势:

  • 研发效率高:Go语言的开发效率远高于C语言(及Lua),在代码的可维护性方面也有巨大优势。
  • 系统的安全和稳定性高:Go语言没有C语言固有的缓冲区溢出隐患,规避了大量的稳定性和安全风险;另外对于异常可以捕捉,保证程序在快速迭代上线的情况下也不崩溃。

有理由相信,从长期趋势看,基于更高级编程语言的软件系统会逐步取得竞争的优势。

CPU等硬件资源的价格仍会快速下降,而开发人力成本、项目研发风险、系统稳定性/安全性方面会成为更重要的决策考虑。从这方面出发,主要基于C语言的Nginx会逐步衰落,而类似BFE这样的基于更高级编程语言的软件会逐步成为主流。

另外,BFE在设计中,还特别增加了企业级应用场景的考虑:

  • 转发场景的直接支持:和Nginx这样从Web Server转型为Proxy的进化路径不同,BFE直接为转发场景设计,从转发模型和转发配置方面更满足转发场景的需求
  • 多租户的支持:在云计算的场景下,多租户复用是普遍的需求。在BFE的设计中,内置提供了多租户的支持。
  • 结构化的配置:BFE的配置设计,大量使用JSON这样的结构化方式,便于和相关配置管理系统对接
  • 丰富的监控探针:作为一个工业级软件,在BFE的设计中充分考虑了线上监控的需求,BFE程序通过HTTP方式向外暴露数千个内部状态变量

为了促进负载均衡技术的交流和发展,BFE的转发引擎于2019年7月正式开源,并获得了广泛的关注。2019年11月19日,BFE开源项目登上GitHub Trending Top 3。2019年12月,BFE开源项目的Github stars超过3000。

BFE开源支持以下重要能力:

1、主流网络协议接入

  • 支持HTTP/HTTPS/SPDY/HTTP2/WebSocket等
  • 支持TLS/HTTP/ WebSocket反向代理模式

2、可扩展插件框架

  • 通过可扩展插件框架,快速定制开发扩展模块,满足业务定制化需求
  • 内置重写、重定向、流量修改、封禁等丰富插件

3、基于请求内容的分流

  • 基于领域专有语言的分流规则,满足复杂业务场景定制化流量转发
  • 支持完备的分流条件原语集,包括基于请求内容(URI/Header/Cookie等)以及请求上下文(IP、协议、标签、时间等)的条件原语。

4、灵活的负载均衡策略

  • 支持集群级别负载均衡及实例级别负载均衡,实现多可用区容灾及过载保护
  • 内置加权轮询、加权最小连接数策略,基于IP或请求内容识别用户实现会话保持

CNCF是云计算领域全球顶级的开源社区。BFE开源项目在2020年启动了加入CNCF的申请工作。经过一系列的准备工作,于2020年6月18日通过CNCF SIG-NETWORK的答辩,并在不到一周内收到了被CNCF TOC接受的通知。在加入CNCF后,BFE将改名为Beyond Front End。

BFE开源技术已在百度内被HTTPDNS、云加速、BML等产品使用,并将和百度的云原生产品进一步深入结合。BFE商用产品已经被度小满、央视网等客户选用,并已经在多个客户进行了测试验证。BFE将进一步扩大开源范围,加强开源生态的建设,并基于开源建立百度负载均衡的商业生态。

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