BFE：面对网络接入挑战的应对之道

2020 年 3 月 15 日 InfoQ

网络用户爆发式的增长，要求网络接入必须能快速响应各种层面的需求，如访问加速、接入高可用、安全防攻击等。在 2019 年的春晚红包活动中，BFE（Baidu Front End，百度统一前端）稳定处理了海量用户请求，同时极大降低了对后端服务的压力，保证了活动的顺利进行。

实际上在 2019 年 8 月 BFE 转发引擎就已在 GitHub 上开源。截止今天 Star 已高达 3.2K，我们不妨一起来回顾一下这个项目。首先奉上 GitHub 开源地址：https://github.com/baidu/bfe

BFE 引擎已在 GitHub 开源

BFE 在百度网络接入架构中是如何部署的呢？

百度的网络接入架构

上图为百度的网络接入架构图，其中包括关键系统：GTC（外网流量调度系统，负责将来自各地的流量分配至合适的外网带宽出口），BGW（百度自研的四层负载均衡系统），BFE（七层负载均衡系统），GSLB（内网流量调度系统，可以在内网实现集群粒度的跨机房、跨集群的流量调度）。

设置 BFE 的主要目的是：一方面，支持网络资源统一管理，尤其是是带宽资源，在统一管理后可以进行深度优化。另一方面，实现功能的统一开发，配置和策略也可以统一上线。

可以看到，BFE 的主要功能包括：

流量接入：提供多种协议支持（HTTP/HTTPS/HTTP2/QUIC 等）
流量分发：基于 HTTP Header，支持丰富语义、各种规则组合的流量分发机制
安全防攻击：提供应用层防火墙（WAF）、应用层 DDoS 攻击防御
数据分析：提供多维度的数据报表，用于分析用户分布、服务状态、网络状态
流量采集和调度：为上文提到的调度系统 GTC / GSLB 提供流量数据，并为 GSLB 提供调度执行能力

为什么 BFE 在解决这类问题上面能力突出？

首先，更高的安全性和稳定性。BFE 完全基于 Golang 开发。相比于基于 C 语言开发的同类软件（如 Nginx），BFE 不存在缓冲区溢出这样的安全隐患，且可以针对异常进行精细的捕捉，可尽量避免服务程序的整体崩溃。其次，更高的研发效率。同样基于 Golang 相对于 C 的优势，对 BFE 进行功能扩展开发，研发效率提高数倍。最后，完善的平台化解决方案。BFE 是包含运维管理、流量调度、安全和防攻击、数据统计等功能的完整解决方案，BFE 已经成功实现百度之外的商业化落地。

目前 BFE 转发引擎已在 GitHub 上开源，主要功能包括：

主流的接入协议支持，如 HTTP(S)、SPDY、HTTP/2、WebSocket、TLS
基于请求内容的路由，包括 BFE 独特而强大的“条件表达式”（Condition Expression) 能力。多种负载均衡策略包括 BFE 的多层级负载均衡模型，及过载保护能力
灵活的模块框架，开发者可以方便的基于这个框架、开发扩展功能
丰富的监控探针，相比于同类开源软件 BFE 面向金融级企业场景，内置了丰富详尽的监控指标

BFE 平台全景