Tony Bai -
通过实例理解API网关的主要功能特性
本文永久链接 – https://tonybai.com/2023/12/03/understand-api-gateway-main-functional-features-by-example 在当今的技术领域中，“下云”的概念正逐渐抬头，像David Heinemeier Hansson(37signals公司的联合创始人, Ruby on Rails的Creator)就直接将公司所有的业务都从公有云搬迁到了自建的数据中心中。虽说大多数企业不会这么“极端”，但随着企业对云原生架构采用的广泛与深入，不可避免地面临着对云服务的依赖。云服务在过去的几年中被广泛应用于构建灵活、可扩展的应用程序和基础设施，为企业提供了许多便利和创新机会。然而，随着业务规模的增长和数据量的增加，云服务的成本也随之上升。企业开始意识到，对云服务的依赖已经成为一个值得重新评估的议题。云服务的开销可能占据了企业可用的预算的相当大部分。为了保持竞争力并更好地控制成本，企业需要寻找方法来减少对云服务的依赖，寻找更经济的解决方案，同时确保仍能获得所需的性能、安全性和可扩展性。 在这样的背景下，我们的关注点是选择一款适宜的API网关，从主流功能特性的角度来评估候选者的支持。API网关作为现代云原生应用架构中的关键组件，扮演着连接前端应用和后端服务的中间层，负责管理、控制和保护API的访问。它的功能特性对于确保API的安全性、可靠性和可扩展性至关重要。 尽管API网关并不是一个新鲜事物了，但对于那些长期依赖于云供应商的服务的人来说，它似乎变得有些“陌生”。因此，本文旨在帮助我们重新理解API网关的主要特性，并获得对API网关选型的能力，以便在停止使用云供应商服务之前，找到一个合适的替代品^_^。 1. API网关回顾 API网关是现代应用架构中的关键组件之一，它的存在简化了应用程序的架构，并为客户端提供一个单一的访问入口，并进行相关的控制、优化和管理。API网关可以帮助企业实现微服务架构、提高系统的可扩展性和安全性，并提供更好的开发者体验和用户体验。 1.1 API网关的演化 随着互联网的快速发展和企业对API的需求不断增长，API网关作为一种关键的中间层技术逐渐崭露头角并经历了一系列的演进和发展。这里将API网关的演进历史粗略分为以下几个阶段: API网关之前的早期阶段 在互联网发展的早期阶段，大多数应用程序都是以单体应用的形式存在。后来随着应用规模的扩大和业务复杂性的增加，单体应用的架构变得不够灵活和可扩展，面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）逐渐兴起，企业开始将应用程序拆分成一组独立的服务。这个时期，每个服务都是独立对外暴露API，客户端也是通过这些API直接访问服务，但这会导致一些安全性、运维和扩展性的问题。之后，企业也开始意识到需要一种中间层来管理和控制这种客户端到服务的通信行为，并确保服务的可靠性和安全性，于是开始有了API网关的概念。 API网关的兴起 早期的API网关，其主要功能就是单纯的路由和转发。API网关将请求从客户端转发到后端服务，并将后端服务的响应返回给客户端。在这个阶段，API网关的功能非常简单，主要用于解决客户端和后端服务之间的通信问题。 API网关的成熟 随着微服务架构的兴起和API应用的不断发展，企业开始将应用程序进一步拆分成更小的、独立部署的微服务。每个对外暴露的微服务都有自己的API，并通过API网关进行统一管理和访问。API网关在微服务架构中的作用变得更加重要，它的功能也逐渐丰富起来了。 在这一阶段，它不仅负责路由和转发请求，API网关还增加了安全和治理的功能，可以满足几个不同领域的微服务需求。比如：API网关可以通过身份认证、授权、访问控制等功能来保护API的安全；通过基于重试、超时、熔断的容错机制等来对API的访问进行治理；通过日志记录、基于指标收集以及Tracing等对API的访问进行观测与监控；支持实时的服务发现等。 API网关(图来自网络) API网关的云原生化 随着云原生技术的发展，如容器化和服务网格（Service Mesh）等，API网关也在不断演进和适应新的环境。在云原生环境中，API网关实现了与容器编排系统（如Kubernetes）和服务网格集成，其自身也可以作为一个云原生服务来部署，以实现更高的可伸缩性、弹性和自动化。同时，新的技术和标准也不断涌现，如GraphQL和gRPC等，API网关也增加了对这些新技术的集成和支持。 1.2 API网关的主要功能特性 从上面的演化历史我们看到：API网关的演进使其从最初简单的请求转发角色，逐渐成为整个API管理和微服务架构中的关键组件。它不仅扮演着API管理层与后端服务层之间的适配器，也是云原生架构中不可或缺的基础设施，使微服务管理更加智能化和自动化。下面是现代API网关承担的主要功能特性，我们后续也会基于这些特性进行示例说明： 请求转发和路由 身份认证和授权 流量控制和限速 高可用与容错处理 监控和可观测性 2. 那些主流的API网关 下面是来自CNCF Landscape中的主流API网关集合(截至2023.11月)，图中展示了关于各个网关的一些细节，包括star数量和背后开发的公司或组织： 主流的API网关还有各大公有云提供商的实现，比如：Amazon的API Gateway、Google Cloud的API Gateway以及上图中的Azure API Management等，但它们不在我们选择范围之内；虽然被CNCF收录，但多数API网关受到的关注并不高，超过1k star的不到30%，这些不是很受关注或dev不是那么active的项目也无法在生产环境担当关键角色；而像APISIX、Kong这两个受关注很高的网关，它们是建构在Nginx之上实现的，技术栈与我们不契合；而像EMISSARY INGRESS、Gloo等则是完全云原生化或者说是Kubernetes Native的，无法在无Kubernetes的基于VM或裸金属的环境下部署和运行。 好吧，剩下的只有几个Go实现的API Gateway了，在它们之中，我们选择用Tyk API网关来作为后续API功能演示的示例。 注：这并不代表Tyk API网关就要比其他Go实现的API [...]
AI生成摘要 本文介绍了API网关的主要功能特性，包括请求转发和路由、身份认证和授权、流量控制和限速、高可用和容错处理、监控和可观测性等。以Tyk Gateway为例，详细说明了如何配置和使用API网关的功能特性。文章总结了Tyk Gateway的优点和不足，并提供了相关参考资料。
