2. Envoy 架构基础：核心组件与请求处理流程

Envoy 是一个高性能、可编程的 L3/L4/L7 代理，其架构围绕一组明确定义的核心组件构建。理解 Listener、Cluster 和 Filter 这三个核心概念，以及它们如何协同处理请求，是掌握 Envoy 缓存机制和故障排查的基石。

2.1 三大核心组件

2.2 请求处理流程（L3/L4 → L7）

Envoy 的请求处理遵循一个清晰的管道模型，从底层网络连接逐步上升到应用层协议处理。下图展示了从客户端请求到达 Envoy 到被转发至上游服务的完整路径。

2.3 核心流程步骤详解

1. 连接接受（Listener）：Envoy 通过配置的 Listener 在指定端口（如 80、443）接受来自客户端的 TCP 连接。
2. L4 过滤器处理：连接建立后，数据流经 L4 过滤器链。常见操作包括 TLS 握手终止、代理协议解析等。此阶段不解析应用层协议。
3. HTTP 连接管理：如果流量是 HTTP 协议，Envoy 的 HTTP 连接管理器（HCM）会解码 HTTP 请求（包括头部和体），将字节流转换为内部请求对象。
4. L7 HTTP 过滤器链：请求对象按顺序通过 HTTP 过滤器链。这是 Envoy 最灵活的部分，缓存功能（如 envoy.filters.http.cache）和路由功能（envoy.filters.http.router）均在此实现。
   • 缓存 Filter 通常位于 Router Filter 之前。它检查请求是否可缓存、是否命中缓存。若命中，直接构造响应并返回，跳过后续转发步骤。
   • Router Filter 根据请求头（Host、Path 等）匹配路由规则，决定将请求转发到哪个 Cluster。
5. Cluster 负载均衡：Router Filter 选定目标 Cluster 后，Envoy 根据该 Cluster 配置的负载均衡策略（如轮询、一致性哈希）选择一个健康的上游端点。
6. 转发与响应：Envoy 将请求转发至选定的上游端点，接收响应，然后响应以相反路径流经过滤器链（允许响应 Filter 处理），最终返回给客户端。

2.4 组件配置示例（片段）

以下 YAML 配置片段展示了 Listener、Filter 和 Cluster 的关联关系：

static_resources:
  listeners:
  - name: listener_http
    address:
      socket_address: { address: 0.0.0.0, port_value: 80 }
    filter_chains:
    - filters:
      - name: envoy.filters.network.http_connection_manager
        typed_config:
          "@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.network.http_connection_manager.v3.HttpConnectionManager
          codec_type: AUTO
          stat_prefix: ingress_http
          http_filters:
          - name: envoy.filters.http.cache           # <-- 缓存 Filter 在前
            typed_config:
              "@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.http.cache.v3.CacheConfig
              ...
          - name: envoy.filters.http.router          # <-- 路由 Filter 在后
            typed_config:
              "@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.http.router.v3.Router
          route_config:
            name: local_route
            virtual_hosts:
            - name: backend
              domains: ["*"]
              routes:
              - match: { prefix: "/" }
                route: { cluster: service_cluster }

  clusters:
  - name: service_cluster
    connect_timeout: 0.25s
    type: STRICT_DNS
    lb_policy: ROUND_ROBIN
    load_assignment:
      cluster_name: service_cluster
      endpoints:
      - lb_endpoints:
        - endpoint:
            address:
              socket_address: { address: service-backend, port_value: 8080 }