Net分佈式系統之六：微服務之API網關

　　本人創建了我的技術、工做經驗的分享微信號，計劃後續公衆號同步更新分享，比在此更多具體。歡迎有興趣的同窗一塊兒加入相互學習。基於上篇微服務架構分享，今天分享其中一個重要的基礎組件「API網關」。

1、引言

　　隨着互聯網的快速發展，當前以步入移動互聯、物聯網時代。用戶訪問系統入口也變得多種方式，由原來單一的PC客戶端，變化到PC客戶端、各類瀏覽器、手機移動端及智能終端等。同時系統之間大部分都不是單獨運行，常常會涉及與其餘系統對接、共享數據的需求。因此係統須要升級框架知足突飛猛進需求變化，支持業務發展，並將框架升級爲微服務架構。「API網關」核心組件是架構用於知足此些需求。

　　不少互聯網平臺已基於網關的設計思路，構建自身平臺的API網關，國內主要有京東、攜程、惟品會等，國外主要有Netflix、Amazon等。

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2、業界相關網關框架

　　業界爲了知足這些需求，已有相關的網關框架。

　　一、基於nginx平臺實現的網關有：KONG、API Umbrella

　　二、自研發的網關有：apigee、Zuul

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3、API網關設計

　　API網關是微服務架構（Microservices Architecture）標準化服務的模式。API網關定位爲應用系統服務接口的網關，區別於網絡技術的網關，可是原理則是同樣。API網關統一服務入口，可方便實現對平臺衆多服務接口進行管控，對訪問服務的身份認證、防報文重放與防數據篡改、功能調用的業務鑑權、響應數據的脫敏、流量與併發控制，甚至基於API調用的計量或者計費等等。組件設計以下：

　　　　

                                                                                圖1- API網關功能結構示意圖

　　多種客戶端程序，例如：移動APP、PC端和智能終端設備等。客戶端程序經過互聯網或者專網訪問API網關，由API網關統一接收請求後，經過一系列模塊定位具體處理的微服務機，並將其轉發至目標服務處理，網關與微服務之間通訊是內部局域網。API網關統一規範平臺對外的服務，同時充當了平臺的PaaS層。如上圖所示，API網關功能結構基於管道模型和支持可插拔式的設計開發，提供統一基於http協議的WebAPI訪問接口，內部每一個模塊各自實現功能，包括：黑白名單、日誌、協議適配、身份認證、計流限流及路由。而且依賴「訪問認證中心、服務發佈管理中心」分別實現API網關訪問權限控制和定位目標微服務。各模塊功能說明以下：

　　一、黑白名單：實現經過IP地址控制禁止訪問網關功能，此功能是應用層面控制實現，再往前也能夠經過網絡傳輸方面進行控制訪問。

　　二、日誌：實現訪問日誌的記錄，可用於分析訪問、處理性能指標，同時將分析結果支持其餘模塊功能應用。

　　三、協議適配：實現通訊協議校驗、適配轉換的功能。

　　四、身份認證：負責網關訪問身份認證驗證，此模塊與「訪問認證中心」通訊，實際認證業務邏輯交移「訪問認證中心」處理。

　　五、計流限流：實現微服務訪問流量計算，基於流量計算分析進行限流，能夠定義多種限流規則。

　　六、路由：路由是API網關很核心的模塊功能，此模塊實現根據請求，鎖定目標微服務並將請求進行轉發。此模塊須要與「服務發佈管理中心」通訊。「服務發佈管理中心」實現微服務發佈註冊管理功能，與其通訊得到目標微服務信息。

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4、API網關部署

　　API網關是一個公共基礎組件，無狀態，可支持多套分佈式部署。以下圖所示：

           

                                                                      圖2- API網關部署示意圖

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5、API網關實現技術

　　一、技術：框架總體基於.NET平臺構建，因此API網關也暫定基於.NET4.6平臺和ASP.NET WebAPI2.0框架實現。具體軟件架構就用上一篇所介紹的。

　　二、性能：部署於IIS7.0，1000個併發查詢請求，平均響應90ms。

　　可能在IIS7.0和.Net4.6平臺，在大併發性能處理上會更不上，後續將考慮基於.net core進行升級開發，並部署於Linux平臺。

　　API網關主要原理是相通，不一樣平臺結合自己平臺總體框架設計，可選用不一樣的技術實現，目前有些基於Spring MVC、node.js、Erlang技術進行研發。

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6、結語

　　以上是對API網關概要進行設計，還有其餘方面的內容此篇文章未討論，例如：安全性、高併發、擴展性等特性設計，同時做爲平臺其中一個組件，也涉及與其餘組件一併協同運行。此塊內容會後續分享。

 

 

做者:劉蔡濤
出處： http://www.cnblogs.com/Andon_liu 
關於做者：專一於微軟平臺項目架構、管理。熟悉設計模式、領域驅動、架構設計、敏捷開發和項目管理。現主要從事ASP.NET MVC、WCF/Web API、SOA、MSSQL、redis方面的項目開發、架構、管理工做。 若有問題或建議，請一塊兒學習討論！ 
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