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StellaOps Bot
402
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@@ -0,0 +1,402 @@
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# StellaOps Router Architecture
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This document describes the internal architecture of the StellaOps Router framework.
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## Core Components
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### 1. Router Gateway
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The Gateway is the HTTP ingress point that accepts client requests and routes them to appropriate microservices.
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```
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┌─────────────────────────────────────────────┐
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||||
│ Router Gateway │
|
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│ │
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||||
HTTP Request ──────►│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ Middleware Pipeline │ │
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│ │ ├─ Authentication │ │
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│ │ ├─ Authorization │ │
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│ │ └─ Rate Limiting │ │
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│ └────────────────────────────────────────┘ │
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│ │ │
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│ ▼ │
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│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ Route Resolution │ │
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│ │ - Path matching │ │
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│ │ - Service discovery │ │
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│ │ - Load balancing │ │
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│ └────────────────────────────────────────┘ │
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│ │ │
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│ ▼ │
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│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ Request Dispatch │ │
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│ │ - Serialize to binary │ │
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│ │ - Send via transport │ │
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│ │ - Await response │ │
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│ └────────────────────────────────────────┘ │
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│ │ │
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│ ▼ │
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│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
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||||
│ │ Response Processing │ │
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│ │ - Deserialize from binary │ │
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│ │ - Transform headers │ │
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│ │ - Stream body │ │
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│ └────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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└──────────────────────────────────────────────┘
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||||
│
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||||
▼ Binary Protocol
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┌─────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ Microservices │
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||||
└─────────────────────────────────────────────┘
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```
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**Key Classes:**
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- `RouterGatewayMiddleware` - ASP.NET Core middleware for request handling
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- `ServiceRegistry` - Tracks registered microservices and their endpoints
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- `RouteResolver` - Matches incoming paths to service endpoints
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||||
- `RequestDispatcher` - Sends requests via appropriate transport
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### 2. Microservice SDK
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The SDK provides the programming model for building microservices with typed endpoints.
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```
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┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
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||||
│ Microservice Process │
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│ │
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||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ Endpoint Handlers (User Code) │ │
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||||
│ │ │ │
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||||
│ │ [StellaEndpoint("POST", "/orders")] │ │
|
||||
│ │ class CreateOrderEndpoint : IStellaEndpoint<Req, Res> │ │
|
||||
│ │ │ │
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||||
│ │ [StellaEndpoint("GET", "/stream", SupportsStreaming=true)]│ │
|
||||
│ │ class StreamEndpoint : IRawStellaEndpoint │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ▼ │
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||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ EndpointDescriptorProvider (Source Generated) │ │
|
||||
│ │ - Collects all [StellaEndpoint] in assembly │ │
|
||||
│ │ - Provides routing metadata at startup │ │
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||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ▼ │
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||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ MicroserviceHost │ │
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||||
│ │ - Connects to gateway │ │
|
||||
│ │ - Registers endpoints │ │
|
||||
│ │ - Dispatches incoming requests to handlers │ │
|
||||
│ │ - Manages heartbeat and reconnection │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ▼ │
|
||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ Transport Client │ │
|
||||
│ │ (InMemory, TCP, TLS, RabbitMQ, etc.) │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │
|
||||
└───────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
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||||
|
||||
**Key Classes:**
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||||
- `StellaEndpointAttribute` - Marks endpoint classes with routing metadata
|
||||
- `IStellaEndpoint<TRequest, TResponse>` - Typed endpoint interface
|
||||
- `IRawStellaEndpoint` - Raw/streaming endpoint interface
|
||||
- `MicroserviceHost` - Manages service lifecycle and gateway connection
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||||
### 3. Transport Layer
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||||
The transport layer provides pluggable communication protocols.
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```
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┌────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ Transport Abstraction │
|
||||
│ │
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||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ ITransportServer / ITransportClient │ │
|
||||
│ │ - ConnectAsync / AcceptAsync │ │
|
||||
│ │ - SendAsync / ReceiveAsync │ │
|
||||
│ │ - Disconnect / Dispose │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌──────────────────┼──────────────────┐ │
|
||||
│ ▼ ▼ ▼ │
|
||||
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
|
||||
│ │ InMemory │ │ TCP/TLS │ │ RabbitMQ │ │
|
||||
│ │ Transport │ │ Transport │ │ Transport │ │
|
||||
│ │ │ │ │ │ │ │
|
||||
│ │ - Zero-copy │ │ - Binary │ │ - Async │ │
|
||||
│ │ - Dev/test │ │ - Framing │ │ - Pub/Sub │ │
|
||||
│ │ │ │ - Backpress │ │ - Durable │ │
|
||||
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
|
||||
│ │
|
||||
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
|
||||
│ │ UDP │ │ Valkey │ │ PostgreSQL │ │
|
||||
│ │ Transport │ │ Transport │ │ Transport │ │
|
||||
│ │ │ │ │ │ │ │
|
||||
│ │ - Broadcast │ │ - Streams │ │ - LISTEN/ │ │
|
||||
│ │ - Fire&Forg │ │ - Consumer │ │ NOTIFY │ │
|
||||
│ │ │ │ Groups │ │ - Txn queue │ │
|
||||
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
|
||||
│ │
|
||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Transport Selection Guidelines:**
|
||||
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||||
| Scenario | Recommended Transport |
|
||||
|----------|----------------------|
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||||
| Development/Testing | InMemory |
|
||||
| Same-datacenter services | TCP |
|
||||
| Cross-datacenter secure | TLS with mTLS |
|
||||
| High-volume async | RabbitMQ |
|
||||
| Broadcast notifications | UDP |
|
||||
| Distributed with replay | Valkey Streams |
|
||||
| Transactional messaging | PostgreSQL |
|
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||||
### 4. Binary Protocol
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||||
All transports use a common binary frame format:
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```
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┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ Frame Header (24 bytes) │
|
||||
├────────────┬────────────┬────────────┬────────────┬────────────┤
|
||||
│ Magic (4) │ Version(2) │ Type (2) │ Flags (4) │ Length (8) │
|
||||
├────────────┴────────────┴────────────┴────────────┴────────────┤
|
||||
│ Correlation ID (4) │
|
||||
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ Frame Payload │
|
||||
│ │
|
||||
│ For Request: │
|
||||
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ Method (1) │ Path Length (2) │ Path (variable) │ │
|
||||
│ ├─────────────────────────────────────────────────────────┤ │
|
||||
│ │ Header Count (2) │ Headers (key-length-key-val pairs) │ │
|
||||
│ ├─────────────────────────────────────────────────────────┤ │
|
||||
│ │ Body (remaining bytes) │ │
|
||||
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │
|
||||
│ For Response: │
|
||||
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ Status Code (2) │ Header Count (2) │ Headers (...) │ │
|
||||
│ ├─────────────────────────────────────────────────────────┤ │
|
||||
│ │ Body (remaining bytes) │ │
|
||||
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
│ │
|
||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
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||||
|
||||
**Frame Types:**
|
||||
- `0x01` - Request
|
||||
- `0x02` - Response
|
||||
- `0x03` - Heartbeat
|
||||
- `0x04` - Registration
|
||||
- `0x05` - Acknowledgment
|
||||
- `0x10` - Stream Chunk
|
||||
- `0x11` - Stream End
|
||||
|
||||
### 5. Source Generator
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||||
|
||||
The `StellaOps.Microservice.SourceGen` package generates code at compile time:
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||||
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||||
```csharp
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||||
// Input: User-defined endpoint
|
||||
[StellaEndpoint("POST", "/orders")]
|
||||
public sealed class CreateOrderEndpoint : IStellaEndpoint<CreateOrderRequest, CreateOrderResponse>
|
||||
{
|
||||
// ...
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Generated: Endpoint descriptor
|
||||
[GeneratedCode("StellaOps.Microservice.SourceGen", "1.0.0")]
|
||||
internal static class StellaEndpointDescriptors
|
||||
{
|
||||
public static IEnumerable<EndpointDescriptor> GetDescriptors()
|
||||
{
|
||||
yield return new EndpointDescriptor
|
||||
{
|
||||
Method = HttpMethod.Post,
|
||||
Path = "/orders",
|
||||
TimeoutSeconds = 30,
|
||||
SupportsStreaming = false,
|
||||
HandlerType = typeof(CreateOrderEndpoint),
|
||||
RequestType = typeof(CreateOrderRequest),
|
||||
ResponseType = typeof(CreateOrderResponse)
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Generated: JSON Schema provider (if [ValidateSchema] present)
|
||||
[GeneratedCode("StellaOps.Microservice.SourceGen", "1.0.0")]
|
||||
internal static class CreateOrderRequestSchemaProvider
|
||||
{
|
||||
public static JsonSchema GetSchema() => JsonSchema.FromText("""
|
||||
{
|
||||
"$schema": "https://json-schema.org/draft/2020-12/schema",
|
||||
"type": "object",
|
||||
"properties": {
|
||||
"customerId": { "type": "string" },
|
||||
"amount": { "type": "number" }
|
||||
},
|
||||
"required": ["customerId", "amount"]
|
||||
}
|
||||
""");
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Request Flow
|
||||
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||||
### 1. Service Registration
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||||
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||||
```
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||||
Microservice Gateway
|
||||
│ │
|
||||
│─────── Connect ─────────────►│
|
||||
│ │
|
||||
│─────── Register ────────────►│
|
||||
│ (service name, version, │ ┌───────────────┐
|
||||
│ endpoint descriptors) │ │ ServiceReg │
|
||||
│ │ │ Registry │
|
||||
│◄────── Ack ─────────────────│ └───────────────┘
|
||||
│ │
|
||||
│◄─────► Heartbeat ───────────►│ (every 30s)
|
||||
│ │
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2. Request Dispatch
|
||||
|
||||
```
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||||
Client Gateway Microservice
|
||||
│ │ │
|
||||
│── HTTP Req ──►│ │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ │── Route Resolve ─► │
|
||||
│ │ (path matching) │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ │── Binary Frame ───────────►│
|
||||
│ │ (via transport) │
|
||||
│ │ │
|
||||
│ │ │── Handle
|
||||
│ │ │ Request
|
||||
│ │ │
|
||||
│ │◄── Binary Response ────────│
|
||||
│ │ │
|
||||
│◄─ HTTP Resp ──│ │
|
||||
│ │ │
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3. Streaming
|
||||
|
||||
```
|
||||
Client Gateway Microservice
|
||||
│ │ │
|
||||
│── HTTP POST ─►│ │
|
||||
│ (chunked) │ │
|
||||
│ │── Stream Start ───────────►│
|
||||
│ │ │
|
||||
│ ┌─ chunk 1 ─►│── Stream Chunk ───────────►│
|
||||
│ │ │ │
|
||||
│ │ chunk 2 ─►│── Stream Chunk ───────────►│
|
||||
│ │ │ │
|
||||
│ └ chunk N ─►│── Stream End ─────────────►│
|
||||
│ │ │
|
||||
│ │◄── Response ───────────────│
|
||||
│◄─ HTTP 200 ──│ │
|
||||
│ │ │
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Configuration Loading
|
||||
|
||||
```
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||||
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ Configuration Sources │
|
||||
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ │
|
||||
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────────────┐ │
|
||||
│ │ YAML Files │ │ Environment │ │ IConfiguration │ │
|
||||
│ │ │ │ Variables │ │ (ASP.NET) │ │
|
||||
│ │ - router.yaml│ │ │ │ │ │
|
||||
│ │ - microserv. │ │ STELLA_* │ │ appsettings.json │ │
|
||||
│ │ .yaml │ │ │ │ │ │
|
||||
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────────────┘ │
|
||||
│ │ │ │ │
|
||||
│ └────────────────┬────────────────────┘ │
|
||||
│ ▼ │
|
||||
│ ┌──────────────────┐ │
|
||||
│ │ RouterConfig │ │
|
||||
│ │ Provider │ │
|
||||
│ │ │ │
|
||||
│ │ - Hot reload │ │
|
||||
│ │ - Validation │ │
|
||||
│ │ - Defaults │ │
|
||||
│ └──────────────────┘ │
|
||||
│ │
|
||||
└──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Error Handling
|
||||
|
||||
### Transport Errors
|
||||
- Connection failures trigger automatic reconnection with exponential backoff
|
||||
- Failed requests are retried based on idempotency metadata
|
||||
- Circuit breaker prevents cascading failures
|
||||
|
||||
### Request Errors
|
||||
- Timeout errors return 504 Gateway Timeout
|
||||
- Validation errors return 400 Bad Request with details
|
||||
- Handler exceptions return 500 with sanitized message
|
||||
|
||||
### Resilience Patterns
|
||||
|
||||
```csharp
|
||||
// Retry policy (configured in microservice.yaml)
|
||||
retryPolicy:
|
||||
maxAttempts: 3
|
||||
initialDelay: 100ms
|
||||
maxDelay: 5s
|
||||
retryableStatuses: [502, 503, 504]
|
||||
|
||||
// Circuit breaker (configured in router.yaml)
|
||||
circuitBreaker:
|
||||
failureThreshold: 5
|
||||
samplingDuration: 10s
|
||||
breakDuration: 30s
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Security
|
||||
|
||||
### Transport Security
|
||||
- TLS 1.3 for encrypted communication
|
||||
- mTLS for mutual authentication
|
||||
- Certificate validation with configurable CA trust
|
||||
|
||||
### Gateway Security
|
||||
- Integration with Authority module for OAuth/OIDC
|
||||
- Claims-based authorization at route level
|
||||
- Rate limiting per client/tenant
|
||||
|
||||
### Message Security
|
||||
- Optional message signing for integrity
|
||||
- Tenant isolation in multi-tenant deployments
|
||||
- Audit logging of all requests
|
||||
|
||||
## Performance Characteristics
|
||||
|
||||
| Metric | InMemory | TCP | TLS | RabbitMQ |
|
||||
|--------|----------|-----|-----|----------|
|
||||
| Latency (p50) | < 0.1ms | < 1ms | < 2ms | < 5ms |
|
||||
| Latency (p99) | < 0.5ms | < 5ms | < 10ms | < 20ms |
|
||||
| Throughput | 500K rps | 100K rps | 80K rps | 50K rps |
|
||||
| Memory/conn | N/A | 2KB | 8KB | 16KB |
|
||||
|
||||
*Benchmarks run on AMD EPYC with 10GB network, small payloads (<1KB)*
|
||||
|
||||
## See Also
|
||||
|
||||
- [Getting Started Guide](./GETTING_STARTED.md)
|
||||
- [Transport Configuration](./transports/)
|
||||
- [Examples](./examples/README.md)
|
||||
- [API Reference](../api/router/)
|
||||
Reference in New Issue
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