微服務之API網關
一、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、各種瀏覽器、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，經常會涉及與其他系統對接、共享數據的需求。所以系統需要升級框架滿足日新月異需求變化，支持業務發展，並將框架升級為微服務架構。“API網關”核心組件是架構用於滿足此些需求。
很多互聯網平台已基於網關的設計思路，構建自身平台的API網關，國內主要有京東、攜程、唯品會等，國外主要有Netflix、Amazon等。
二、業界相關網關框架
業界為了滿足這些需求，已有相關的網關框架。
1、基於nginx平台實現的網關有：KONG、API Umbrella
2、自研發的網關有：apigee、Zuul
三、API網關設計
API網關是微服務架構（Microservices Architecture）標准化服務的模式。API網關定位為應用系統服務接口的網關，區別於網絡技術的網關，但是原理則是一樣。API網關統一服務入口，可方便實現對平台眾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、功能調用的業務鑒權、響應數據的脫敏、流量與並發控制，甚至基於API調用的計量或者計費等等。組件設計如下：
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。客戶端程序通過互聯網或者專網訪問API網關，由API網關統一接收請求后，通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信是內部局域網。API網關統一規范平台對外的服務，同時充當了平台的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，內部每個模塊各自實現功能，包括：黑白名單、日志、協議適配、身份認證、計流限流及路由。並且依賴“訪問認證中心、服務發布管理中心”分別實現API網關訪問權限控制和定位目標微服務。各模塊功能說明如下：
1、黑白名單：實現通過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，再往前也可以通過網絡傳輸方面進行控制訪問。
2、日志：實現訪問日志的記錄，可用於分析訪問、處理性能指標，同時將分析結果支持其他模塊功能應用。
3、協議適配：實現通信協議校驗、適配轉換的功能。
4、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”通信，實際認證業務邏輯交移“訪問認證中心”處理。
5、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，可以定義多種限流規則。
6、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。此模塊需要與“服務發布管理中心”通信。“服務發布管理中心”實現微服務發布注冊管理功能，與其通信獲得目標微服務信息。
四、API網關部署
API網關是一個公共基礎組件，無狀態，可支持多套分布式部署。如下圖所示：
圖2- API網關部署示意圖
五、API網關實現技術
1、技術：框架整體基於.NET平台構建，所以API網關也暫定基於.NET4.6平台和ASP.NET WebAPI2.0框架實現。具體軟件架構就用上一篇所介紹的。
2、性能：部署於IIS7.0，1000個並發查詢請求，平均響應90ms。
可能在IIS7.0和.Net4.6平台，在大並發性能處理上會更不上，后續將考慮基於.net core進行升級開發，並部署於Linux平台。
API網關主要原理是相通，不同平台結合本身平台整體框架設計，可選用不同的技術實現，目前有些基於Spring MVC、node.js、Erlang技術進行研發。
六、結語
以上是對API網關概要進行設計，還有其他方面的內容此篇文章未討論，例如：安全性、高並發、擴展性等特性設計，同時作為平台其中一個組件，也涉及與其他組件一並協同運行。此塊內容會后續分享。