微服務架構下的API網關

顧名思義，是出如今系統邊界上的一個面向API的、串行集中式的強管控服務，這裏的邊界是企業IT系統的邊界，主要起到隔離外部訪問與內部系統的做用。在微服務概念的流行以前，API網關的實體就已經誕生了，例如銀行、證券等領域常見的前置機系統，它也是解決訪問認證、報文轉換、訪問統計等問題的。移動應用、企業互聯，使得後臺服務支持的對象，從之前單一的Web應用，擴展到多種使用場景，且每種使用場景對後臺服務的要求都不盡相同。這不只增長了後臺服務的響應量，還增長了後臺服務的複雜性。隨着微服務架構概念的提出，API網關成爲了微服務架構的一個標配組件。

API網關網關的價值： 

• 網關層對外部和內部進行了隔離，保障了後臺服務的安全性。

• 對外訪問控制由網絡層面轉換成了運維層面，減小變動的流程和錯誤成本

• 減小客戶端與服務的耦合，服務能夠獨立發展。經過網關層來作映射。

• 經過網關層聚合，減小外部訪問的頻次，提高訪問效率。

• 節約後端服務開發成本，減小上線風險。

• 爲服務熔斷，灰度發佈，線上測試提供簡單方案。

• 便於擴展。

 

經常使用的API網關方案

業界API網關解決方案有不少，包括商業的、開源的。例如

Amazon API Gateway、

Tyk、

Kong、

api-umbrella、

apiaxle、

Netflix zuul、

WSO2 API Manager、

clydeio

阿里API網關

下面介紹三種常見的 API 網關方案。 

 Nginx+ Lua 

Nginx是由IgorSysoev爲俄羅斯訪問量第二的Rambler.ru站點開發的，一個高性能的HTTP和反向代理服務器。2012年，Nginx榮獲年度雲計算開發獎，併成長爲世界第二大Web服務器。全世界流量最高的前1000名網站中，超過25%都使用Nginx來處理海量的互聯網請求。 

Nginx基本功能：

• 靜態web資源服務器，可以緩存打開的文件描述符

• 支持http/imap/pop3/smtp的反向代理；支持緩存、負載均衡

• 支持fastcgi(fpm)

• 模塊化，非DSO機制，支持過濾器zip壓縮，SSI以及圖像大小調整

• 支持SSL

Nginx經過插件的擴展功能：

• 基於名稱和IP的虛擬主機

• 支持keepalive的保持機制

• 支持平滑升級

• 定製訪問日誌，支持使用日誌緩存區提升日誌存儲性能

• 支持url rewrite

• 支持路徑別名（root或alias指定）

• 支持基於IP以及用戶的訪問控制

• 支持傳輸速率限制，併發限制 

Nginx在性能和高可用性上的表現：

Nginx性能極高，Nginx先天的事件驅動型設計、全異步的網絡I/O處理機制、極少的進程間切換以及許多優化設計，都使得Nginx天生善於處理高併發壓力下的互聯網請求。Nginx的穩定性也在各大網站獲得驗證。官方提供的經常使用模塊都很是穩定，每一個worker進程相對獨立，master進程在1個worker進程出錯時能夠快速「拉起」新的worker子進程提供服務。支持熱部署，能夠不停機更新配置文件、更新日誌文件、更新服務器程序版本。

 

Nginx的擴展性：

Nginx的設計極具擴展性，它徹底是由多個不一樣功能、不一樣層次、不一樣類型且耦合度極低的模塊組成。所以，當對某一個模塊修復Bug或進行升級時，能夠專一於模塊自身，無須在乎其餘。    

 

Nginx的易用性：

Nginx使用最自由的BSD許可協議，容許用戶在本身的項目中直接使用或修改Nginx源碼，有大量的插件能夠利用。可是，Nginx模塊須要用C開發，並且必須符合一系列複雜的規則。雖然經過第三方模塊，能夠支持Nginx與Perl、Lua等腳本語言集成工做，但對使用者的要求仍是很高。 

Nginx能夠說是一款可以工業化API網關，在國內的不少互聯網公司，例如阿里、新浪等都獲得很好的應用。

 

 SpringCloud Zuul

 

Zuul Netflix公司開源的一個API網關組件。提供了認證&鑑權、限流、動態路由，監控，彈性，安全、負載均衡、協助單點壓測、靜態響應等邊緣服務的框架。 

Zuul的基本功能：

• 驗證與安全保障: 識別面向各種資源的驗證要求並拒絕那些與要求不符的請求。

• 審查與監控: 在邊緣位置追蹤有意義數據及統計結果，從而爲咱們帶來準確的生產狀態結論。

• 動態路由: 以動態方式根據須要將請求路由至不一樣後端集羣處。

• 壓力測試: 逐漸增長指向集羣的負載流量，從而計算性能水平。

• 負載分配: 爲每一種負載類型分配對應容量，並棄用超出限定值的請求。

• 靜態響應處理: 在邊緣位置直接創建部分響應，從而避免其流入內部集羣。

• Netflix公司還利用Zuul的功能經過金絲雀版本實現精確路由與壓力測試。

• 雖然提供的功能還算豐富，但都比較弱，很難知足高要求的場景。

 

Zuul在性能和高可用性上的表現：

Zuul處理每一個請求的方式是針對每一個請求是用一個線程來處理。一般狀況下，爲了提升性能，全部請求會被放處處理隊列中，從線程池中選取空閒線程來處理該請求。2016年末，Netflix將它們的網關服務Zuul進行了升級，全新的Zuul 2將HTTP請求的處理方式從同步變成了異步，以提高其處理性能。除了Netflix公司，目前Zuul在企業中用的還比較少，性能和穩定性方面還有待進一步觀察。

 

Zuul的擴展性：

從Zuul的架構圖上能夠看出，Zuul更像是一個過濾器框架，其自身的路由、日誌、反向代理、ddos預防等功能都是經過過濾器實現的。提供了PRE、ROUTING、POST和ERROR四個擴展點，能夠很容易的添加自定義的過濾器。  

 

Zuul的易用性：

Zuul的搭建很是簡便，使用和配置也很簡單。Zuul的開源社區比較活躍，一直在更新狀態，但版本不算太穩定，在使用的過程當中，還有一些坑要踩。例如重定向問題、異常處理問題，尚未解決的很好，須要本身重寫一些filter。

若是從通盤考慮， 這種方案不是最佳方案。但若是本身的團隊對總體技術設施把控有限，且團隊規模不大，沒有專門的網關開發人員的狀況下，Zuul是一款快速上手的最佳方案。

 

MashapeKong 

Kong是Mashape提供的一款API管理軟件，它自己是基於Ngnix+lua的，但比nginx提供了更簡單的配置方式，數據採用了 ApacheCassandra/PostgreSQL存儲，而且提供了一些優秀的插件，好比驗證，日誌，調用頻次限制等。 

Kong的一個很是誘人的地方就是提供了大量的插件來擴展應用，經過設置不一樣的插件能夠爲服務提供各類加強的功能。Kong默認插件插件包括： 

• 身份認證：Kong提供了Basic Authentication、Key authentication、OAuth2.0authentication、HMAC authentication、JWT、LDAP authentication認證明現。

• 安全：ACL（訪問控制）、CORS（跨域資源共享）、動態SSL、IP限制、爬蟲檢測實現。

• 流量控制：請求限流（基於請求計數限流）、上游響應限流（根據upstream響應計數限流）、請求大小限制。限流支持本地、Redis和集羣限流模式。

• 分析監控：Galileo（記錄請求和響應數據，實現API分析）、Datadog（記錄API Metric如請求次數、請求大小、響應狀態和延遲，可視化API Metric）、Runscope（記錄請求和響應數據，實現API性能測試和監控）。

• 轉換：請求轉換、響應轉換 

Kong自己也是基於Nginx的，因此在性能和穩定性上都沒有問題。Kong做爲一款商業軟件，在Nginx上作了很擴展工做，並且還有不少付費的商業插件。Kong自己也有付費的企業版，其中包括技術支持、使用培訓服務以及API 分析插件。 

從對上面三種方案的比較中能夠看到，Spring Cloud Zuul很是適合創業初期的團隊，快速搭建一個「基本可用」的API網關。Nginx適合有較強研發團隊，自主開發企業本身的API網關。Kong適合於沒有自身研發團隊，但須要擁有企業級API網關能力的公司。

 

 

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