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feat(L4): support TLS over TCP upstream (#6030 )

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TCP/UDP 动态代理

众多的闻名的应用和服务，像 LDAP、 MYSQL 和 RTMP ，选择 TCP 作为通信协议。但是像 DNS、 syslog 和 RADIUS 这类非事务性的应用，他们选择了 UDP 协议。

APISIX 可以对 TCP/UDP 协议进行代理并实现动态负载均衡。在 nginx 世界，称 TCP/UDP 代理为 stream 代理，在 APISIX 这里我们也遵循了这个声明.

如何开启 Stream 代理?

在 conf/config.yaml 配置文件设置 stream_proxy 选项，指定一组需要进行动态代理的 IP 地址。默认情况不开启 stream 代理。

apisix:
  stream_proxy: # TCP/UDP proxy
    tcp: # TCP proxy address list
      - 9100
      - "127.0.0.1:9101"
    udp: # UDP proxy address list
      - 9200
      - "127.0.0.1:9211"

如果 apisix.enable_admin 为 true，上面的配置会同时启用 HTTP 和 stream 代理。

如果你设置 enable_admin 为 false，且需要同时启用 HTTP 和 stream 代理，设置 only 为 false：

apisix:
  enable_admin: false
  stream_proxy: # TCP/UDP proxy
    only: false
    tcp: # TCP proxy address list
      - 9100

如何设置 route ?

简例如下:

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/stream_routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "remote_addr": "127.0.0.1",
    "upstream": {
        "nodes": {
            "127.0.0.1:1995": 1
        },
        "type": "roundrobin"
    }
}'

例子中 APISIX 对客户端 IP 为 127.0.0.1 的请求代理转发到上游主机 127.0.0.1:1995。更多用例，请参照 test case。

更多 route 匹配选项

我们可以添加更多的选项来匹配 route。目前 Stream Route 配置支持 3 个字段进行过滤：

server_addr: 接受 Stream Route 连接的 APISIX 服务器的地址。
server_port: 接受 Stream Route 连接的 APISIX 服务器的端口。
remote_addr: 发出请求的客户端地址。

例如

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/stream_routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "server_addr": "127.0.0.1",
    "server_port": 2000,
    "upstream": {
        "nodes": {
            "127.0.0.1:1995": 1
        },
        "type": "roundrobin"
    }
}'

例子中 APISIX 会把服务器地址为 127.0.0.1, 端口为 2000 代理到上游地址 127.0.0.1:1995。

让我们再举一个实际场景的例子：

将此配置放在 config.yaml 中

apisix:
  stream_proxy: # TCP/UDP proxy
    tcp: # TCP proxy address list
      - 9100 # by default uses 0.0.0.0
      - "127.0.0.10:9101"

现在运行一个 mysql docker 容器并将端口 3306 暴露给主机

$ docker run --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=toor -p 3306:3306 -d mysql
# check it using a mysql client that it works
$ mysql --host=127.0.0.1 --port=3306 -u root -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 25
...
mysql>

现在我们将创建一个带有服务器过滤的 stream 路由：

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/stream_routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "server_addr": "127.0.0.10",
    "server_port": 9101,
    "upstream": {
        "nodes": {
            "127.0.0.1:3306": 1
        },
        "type": "roundrobin"
    }
}'

每当 APISIX 服务器 127.0.0.10 和端口 9101 收到连接时，它只会将请求转发到 mysql 上游。让我们测试一下：

向 9100 发出请求（在 config.yaml 中启用 stream 代理端口），过滤器匹配失败。

$ mysql --host=127.0.0.1 --port=9100 -u root -p
Enter password:
ERROR 2013 (HY000): Lost connection to MySQL server at 'reading initial communication packet', system error: 2

下面的请求匹配到了 stream 路由，所以它可以正常代理到 mysql。

mysql --host=127.0.0.10 --port=9101 -u root -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 26
...
mysql>

完整的匹配选项列表参见 Admin API 的 Stream Route。

接收 TLS over TCP 连接

APISIX 支持接收 TLS over TCP 连接。

首先，我们需要给对应的 TCP 地址启用 TLS：

apisix:
  stream_proxy: # TCP/UDP proxy
    tcp: # TCP proxy address list
      - addr: 9100
        tls: true

接着，我们需要为给定的 SNI 配置证书。具体步骤参考 Admin API 的 SSL。 mTLS 也是支持的，参考保护路由。

然后，我们需要配置一个 route，匹配连接并代理到上游：

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/stream_routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "upstream": {
        "nodes": {
            "127.0.0.1:1995": 1
        },
        "type": "roundrobin"
    }
}'

当连接为 TLS over TCP 时，我们可以通过 SNI 来匹配路由，比如：

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/stream_routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "sni": "a.test.com",
    "upstream": {
        "nodes": {
            "127.0.0.1:5991": 1
        },
        "type": "roundrobin"
    }
}'

在这里，握手时发送 SNI a.test.com 的连接会被代理到 127.0.0.1:5991。

代理到 TLS over TCP 上游

APISIX 还支持代理到 TLS over TCP 上游。

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/stream_routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
    "upstream": {
        "scheme": "tls",
        "nodes": {
            "127.0.0.1:1995": 1
        },
        "type": "roundrobin"
    }
}'

通过设置 scheme 为 tls，APISIX 将与上游进行 TLS 握手。

当客户端也使用 TLS over TCP，客户端发送的 SNI 将传递给上游。否则，将使用一个假的 SNI "apisix_backend"。

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