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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷解決方案

開源API網(wǎng)關(guān)，到底哪個(gè)強(qiáng)？

我今天就在和大家探討一下 API Gateway。在微服務(wù)的架構(gòu)下，API 網(wǎng)關(guān)是一個(gè)常見的架構(gòu)設(shè)計(jì)模式。

目前創(chuàng)新互聯(lián)已為近1000家的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、虛擬主機(jī)、網(wǎng)站托管運(yùn)營(yíng)、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、關(guān)嶺網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長(zhǎng)，共同發(fā)展。

以下是微服務(wù)中常見的問題，需要引入 API 網(wǎng)關(guān)來協(xié)助解決：

微服務(wù)提供的 API 的粒度通常與客戶端所需的粒度不同。微服務(wù)通常提供細(xì)粒度的 API，這意味著客戶端需要與多個(gè)服務(wù)進(jìn)行交互。例如，如上所述，需要產(chǎn)品詳細(xì)信息的客戶需要從眾多服務(wù)中獲取數(shù)據(jù)。
不同的客戶端需要不同的數(shù)據(jù)。例如，產(chǎn)品詳細(xì)信息頁(yè)面桌面的桌面瀏覽器版本通常比移動(dòng)版本更為詳盡。
對(duì)于不同類型的客戶端，網(wǎng)絡(luò)性能是不同的。例如，與非移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相比，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通常要慢得多并且具有更高的延遲。而且，當(dāng)然，任何 WAN 都比 LAN 慢得多。
這意味著本機(jī)移動(dòng)客戶端使用的網(wǎng)絡(luò)性能與服務(wù)器端 Web 應(yīng)用程序使用的 LAN 的性能差異很大。服務(wù)器端 Web 應(yīng)用程序可以向后端服務(wù)發(fā)出多個(gè)請(qǐng)求，而不會(huì)影響用戶體驗(yàn)，而移動(dòng)客戶端只能提供幾個(gè)請(qǐng)求。
微服務(wù)實(shí)例數(shù)量及其位置(主機(jī)+端口)動(dòng)態(tài)變化。
服務(wù)劃分會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化，應(yīng)該對(duì)客戶端隱藏。
服務(wù)可能會(huì)使用多種協(xié)議，其中一些協(xié)議可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)不友好。

常見的API網(wǎng)關(guān)主要提供以下的功能：

反向代理和路由：大多數(shù)項(xiàng)目采用網(wǎng)關(guān)的解決方案的最主要的原因。給出了訪問后端 API 的所有客戶端的單一入口，并隱藏內(nèi)部服務(wù)部署的細(xì)節(jié)。
負(fù)載均衡：網(wǎng)關(guān)可以將單個(gè)傳入的請(qǐng)求路由到多個(gè)后端目的地。
身份驗(yàn)證和授權(quán)：網(wǎng)關(guān)應(yīng)該能夠成功進(jìn)行身份驗(yàn)證并僅允許可信客戶端訪問 API，并且還能夠使用類似 RBAC 等方式來授權(quán)。
IP 列表白名單/黑名單：允許或阻止某些 IP 地址通過。
性能分析：提供一種記錄與 API 調(diào)用相關(guān)的使用和其他有用度量的方法。
限速和流控：控制 API 調(diào)用的能力。
請(qǐng)求變形：在進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)之前，能夠在轉(zhuǎn)發(fā)之前轉(zhuǎn)換請(qǐng)求和響應(yīng)(包括 Header 和 Body)。
版本控制：同時(shí)使用不同版本的 API 選項(xiàng)或可能以金絲雀發(fā)布或藍(lán)/綠部署的形式提供慢速推出 API。
斷路器：微服務(wù)架構(gòu)模式有用，以避免使用中斷。
多協(xié)議支持：WebSocket/GRPC。
緩存：減少網(wǎng)絡(luò)帶寬和往返時(shí)間消耗，如果可以緩存頻繁要求的數(shù)據(jù)，則可以提高性能和響應(yīng)時(shí)間
API 文檔：如果計(jì)劃將 API 暴露給組織以外的開發(fā)人員，那么必須考慮使用 API 文檔，例如 Swagger 或 OpenAPI。

有很多的開源軟件可以提供 API 網(wǎng)關(guān)的支持，下面我們就看看他們各自的架構(gòu)和功能。

為了對(duì)這些開源網(wǎng)關(guān)進(jìn)行基本功能的驗(yàn)證，我創(chuàng)建了一些代碼，使用 OpenAPI 生成了四個(gè)基本的 API 服務(wù)，包含 Golang，Nodejs，Python Flask 和 Java Spring。

API 使用了常見的寵物商店的樣例，聲明如下：

 
 
 
 
  
  
  
  openapi: "3.0.0"
  
  
  
  info:
  
  
  
    version: 1.0.0
  
  
  
    title: Swagger Petstore
  
  
  
    license:
  
  
  
      name: MIT
  
  
  
  servers:
  
  
  
    - url: http://petstore.swagger.io/v1
  
  
  
  paths:
  
  
  
    /pets:
  
  
  
      get:
  
  
  
        summary: List all pets
  
  
  
        operationId: listPets
  
  
  
        tags:
  
  
  
          - pets
  
  
  
        parameters:
  
  
  
          - name: limit
  
  
  
            in: query
  
  
  
            description: How many items to return at one time (max 100)
  
  
  
            required: false
  
  
  
            schema:
  
  
  
              type: integer
  
  
  
              format: int32
  
  
  
        responses:
  
  
  
          '200':
  
  
  
            description: A paged array of pets
  
  
  
            headers:
  
  
  
              x-next:
  
  
  
                description: A link to the next page of responses
  
  
  
                schema:
  
  
  
                  type: string
  
  
  
            content:
  
  
  
              application/json:    
  
  
  
                schema:
  
  
  
                  $ref: "#/components/schemas/Pets"
  
  
  
          default:
  
  
  
            description: unexpected error
  
  
  
            content:
  
  
  
              application/json:
  
  
  
                schema:
  
  
  
                  $ref: "#/components/schemas/Error"
  
  
  
      post:
  
  
  
        summary: Create a pet
  
  
  
        operationId: createPets
  
  
  
        tags:
  
  
  
          - pets
  
  
  
        responses:
  
  
  
          '201':
  
  
  
            description: Null response
  
  
  
          default:
  
  
  
            description: unexpected error
  
  
  
            content:
  
  
  
              application/json:
  
  
  
                schema:
  
  
  
                  $ref: "#/components/schemas/Error"
  
  
  
    /pets/{petId}:
  
  
  
      get:
  
  
  
        summary: Info for a specific pet
  
  
  
        operationId: showPetById
  
  
  
        tags:
  
  
  
          - pets
  
  
  
        parameters:
  
  
  
          - name: petId
  
  
  
            in: path
  
  
  
            required: true
  
  
  
            description: The id of the pet to retrieve
  
  
  
            schema:
  
  
  
              type: string
  
  
  
        responses:
  
  
  
          '200':
  
  
  
            description: Expected response to a valid request
  
  
  
            content:
  
  
  
              application/json:
  
  
  
                schema:
  
  
  
                  $ref: "#/components/schemas/Pet"
  
  
  
          default:
  
  
  
            description: unexpected error
  
  
  
            content:
  
  
  
              application/json:
  
  
  
                schema:
  
  
  
                  $ref: "#/components/schemas/Error"
  
  
  
  components:
  
  
  
    schemas:
  
  
  
      Pet:
  
  
  
        type: object
  
  
  
        required:
  
  
  
          - id
  
  
  
          - name
  
  
  
        properties:
  
  
  
          id:
  
  
  
            type: integer
  
  
  
            format: int64
  
  
  
          name:
  
  
  
            type: string
  
  
  
          tag:
  
  
  
            type: string
  
  
  
      Pets:
  
  
  
        type: array
  
  
  
        items:
  
  
  
          $ref: "#/components/schemas/Pet"
  
  
  
      Error:
  
  
  
        type: object
  
  
  
        required:
  
  
  
          - code
  
  
  
          - message
  
  
  
        properties:
  
  
  
          code:
  
  
  
            type: integer
  
  
  
            format: int32
  
  
  
          message:
  
  
  
            type: string

構(gòu)建好的 Web 服務(wù)通過 Docker Compose 來進(jìn)行容器化的部署。

 
 
 
 
  
  
  
  version: "3.7"
  
  
  
  services:
  
  
  
    goapi:
  
  
  
      container_name: goapi
  
  
  
      image: naughtytao/goapi:0.1
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "18000:8080"
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        resources:
  
  
  
          limits:
  
  
  
            cpus: '1'
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
          reservations:
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
    nodeapi:
  
  
  
      container_name: nodeapi
  
  
  
      image: naughtytao/nodeapi:0.1
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "18001:8080"
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        resources:
  
  
  
          limits:
  
  
  
            cpus: '1'
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
          reservations:
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
    flaskapi:
  
  
  
      container_name: flaskapi
  
  
  
      image: naughtytao/flaskapi:0.1
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "18002:8080"
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        resources:
  
  
  
          limits:
  
  
  
            cpus: '1'
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
          reservations:
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
    springapi:
  
  
  
      container_name: springapi
  
  
  
      image: naughtytao/springapi:0.1
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "18003:8080"
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        resources:
  
  
  
          limits:
  
  
  
            cpus: '1'
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
          reservations:
  
  
  
            memory: 256M

我們?cè)趯W(xué)習(xí)這些開源網(wǎng)關(guān)架構(gòu)的同時(shí)，也會(huì)對(duì)其最基本的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能作出驗(yàn)證。

這里用戶發(fā)送的請(qǐng)求 server/service_name/v1/ 會(huì)發(fā)送給 API 網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)通過 service name 來路由到不同的后端服務(wù)。

我們使用 K6 用 100 個(gè)并發(fā)跑 1000 次測(cè)試的結(jié)果如上圖，我們看到直連的綜合響應(yīng)，每秒可以處理的請(qǐng)求數(shù)量大概是 1100+。

Nginx

Nginx 是異步框架的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器，也可以用作反向代理、負(fù)載平衡器和 HTTP 緩存。

該軟件由伊戈?duì)枴べ愃饕騽?chuàng)建并于 2004 年首次公開發(fā)布。2011 年成立同名公司以提供支持。2019 年 3 月 11 日，Nginx 公司被 F5 Networks 以 6.7 億美元收購(gòu)。

Nginx 有以下的特點(diǎn)：

由 C 編寫，占用的資源和內(nèi)存低，性能高。
單進(jìn)程多線程，當(dāng)啟動(dòng) Nginx 服務(wù)器，會(huì)生成一個(gè) master 進(jìn)程，master 進(jìn)程會(huì) fork 出多個(gè) worker 進(jìn)程，由 worker 線程處理客戶端的請(qǐng)求。
支持反向代理，支持 7 層負(fù)載均衡(拓展負(fù)載均衡的好處)。
高并發(fā)，Nginx 是異步非阻塞型處理請(qǐng)求，采用的 epollandqueue 模式。
處理靜態(tài)文件速度快。
高度模塊化，配置簡(jiǎn)單。社區(qū)活躍，各種高性能模塊出品迅速。

如上圖所示，Nginx 主要由 Master，Worker 和 Proxy Cache 三個(gè)部分組成。

Master 主控：NGINX 遵循主從架構(gòu)。它將根據(jù)客戶的要求為 Worker 分配工作。

將工作分配給 Worker 后，Master 將尋找客戶的下一個(gè)請(qǐng)求，因?yàn)樗粫?huì)等待 Worker 的響應(yīng)。一旦響應(yīng)來自 Worker，Master 就會(huì)將響應(yīng)發(fā)送給客戶端。

Worker 工作單元：Worker 是 NGINX 架構(gòu)中的 Slave。每個(gè)工作單元可以單線程方式一次處理 1000 個(gè)以上的請(qǐng)求。

一旦處理完成，響應(yīng)將被發(fā)送到主服務(wù)器。單線程將通過在相同的內(nèi)存空間而不是不同的內(nèi)存空間上工作來節(jié)省 RAM 和 ROM 的大小。多線程將在不同的內(nèi)存空間上工作。

Cache 緩存：Nginx 緩存用于通過從緩存而不是從服務(wù)器獲取來非?？焖俚爻尸F(xiàn)頁(yè)面。在第一個(gè)頁(yè)面請(qǐng)求時(shí)，頁(yè)面將被存儲(chǔ)在高速緩存中。

為了實(shí)現(xiàn) API 的路由轉(zhuǎn)發(fā)，需要只需要對(duì) Nginx 作出如下的配置：

 
 
 
 
  
  
  
  server {
  
  
  
      listen 80 default_server; 
  
  
  
  
  
  
  
      location /goapi {
  
  
  
          rewrite ^/goapi(.*) $1 break;
  
  
  
          proxy_pass  http://goapi:8080;
  
  
  
      }
  
  
  
  
  
  
  
      location /nodeapi {
  
  
  
          rewrite ^/nodeapi(.*) $1 break;
  
  
  
          proxy_pass  http://nodeapi:8080;
  
  
  
      }
  
  
  
  
  
  
  
      location /flaskapi {
  
  
  
          rewrite ^/flaskapi(.*) $1 break;
  
  
  
          proxy_pass  http://flaskapi:8080;
  
  
  
      }
  
  
  
  
  
  
  
      location /springapi {
  
  
  
          rewrite ^/springapi(.*) $1 break;
  
  
  
          proxy_pass  http://springapi:8080;
  
  
  
      }
  
  
  
  }

我們基于不同的服務(wù) goapi，nodeapi，flaskapi 和 springapi，分別配置一條路由，在轉(zhuǎn)發(fā)之前，需要利用 rewrite 來去掉服務(wù)名，并發(fā)送給對(duì)應(yīng)的服務(wù)。

使用容器把 Nginx 和后端的四個(gè)服務(wù)部署在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下，通過網(wǎng)關(guān)連接路由轉(zhuǎn)發(fā)的。

Nginx 的部署如下：

 
 
 
 
  
  
  
  version: "3.7"
  
  
  
  services:
  
  
  
    web:
  
  
  
      container_name: nginx
  
  
  
      image: nginx
  
  
  
      volumes:
  
  
  
        - ./templates:/etc/nginx/templates
  
  
  
        - ./conf/default.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "8080:80"
  
  
  
      environment:
  
  
  
        - NGINX_HOST=localhost
  
  
  
        - NGINX_PORT=80
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        resources:
  
  
  
          limits:
  
  
  
            cpus: '1'
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
          reservations:
  
  
  
            memory: 256M

K6 通過 Nginx 網(wǎng)關(guān)的測(cè)試結(jié)果如下：

每秒處理的請(qǐng)求數(shù)量是 1093，和不通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)相比非常接近。

從功能上看，Nginx 可以滿足用戶對(duì)于 API 網(wǎng)關(guān)的大部分需求，可以通過配置和插件的方式來支持不同的功能，性能非常優(yōu)秀。

缺點(diǎn)是沒有管理的 UI 和管理 API，大部分的工作都需要手工配置 config 文件的方式來進(jìn)行。商業(yè)版本的功能會(huì)更加完善。

Kong

Kong 是基于 NGINX 和 OpenResty 的開源 API 網(wǎng)關(guān)。

Kong 的總體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由三個(gè)主要部分組成：NGINX 提供協(xié)議實(shí)現(xiàn)和工作進(jìn)程管理，OpenResty 提供 Lua 集成并掛鉤到 NGINX 的請(qǐng)求處理階段。

而 Kong 本身利用這些掛鉤來路由和轉(zhuǎn)換請(qǐng)求。數(shù)據(jù)庫(kù)支持 Cassandra 或 Postgres 存儲(chǔ)所有配置。

Kong 附帶各種插件，提供訪問控制，安全性，緩存和文檔等功能。它還允許使用 Lua 語(yǔ)言編寫和使用自定義插件。

Kong 也可以部署為 Kubernetes Ingress 并支持 GRPC 和 WebSockets 代理。

NGINX 提供了強(qiáng)大的 HTTP 服務(wù)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它處理 HTTP 請(qǐng)求處理，TLS 加密，請(qǐng)求日志記錄和操作系統(tǒng)資源分配(例如，偵聽和管理客戶端連接以及產(chǎn)生新進(jìn)程)。

NGINX 具有一個(gè)聲明性配置文件，該文件位于其主機(jī)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中。

雖然僅通過 NGINX 配置就可以實(shí)現(xiàn)某些 Kong 功能(例如，基于請(qǐng)求的 URL 確定上游請(qǐng)求路由)，但修改該配置需要一定級(jí)別的操作系統(tǒng)訪問權(quán)限，以編輯配置文件并要求 NGINX 重新加載它們。

而 Kong 允許用戶執(zhí)行以下操作：通過 RESTful HTTP API 更新配置。Kong 的 NGINX 配置是相當(dāng)基本的：除了配置標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)頭，偵聽端口和日志路徑外，大多數(shù)配置都委托給 OpenResty。

在某些情況下，在 Kong 的旁邊添加自己的 NGINX 配置非常有用，例如在 API 網(wǎng)關(guān)旁邊提供靜態(tài)網(wǎng)站。在這種情況下，您可以修改 Kong 使用的配置模板。

NGINX 處理的請(qǐng)求經(jīng)過一系列階段。NGINX 的許多功能(例如，使用 C 語(yǔ)言編寫的模塊)都提供了進(jìn)入這些階段的功能(例如，使用 gzip 壓縮的功能)。

雖然可以編寫自己的模塊，但是每次添加或更新模塊時(shí)都必須重新編譯 NGINX。為了簡(jiǎn)化添加新功能的過程，Kong 使用了 OpenResty。

OpenResty 是一個(gè)軟件套件，捆綁了 NGINX，一組模塊，LuaJIT 和一組 Lua 庫(kù)。

其中最主要的是 ngx_http_lua_module一個(gè)NGINX 模塊，該模塊嵌入 Lua 并為大多數(shù) NGINX 請(qǐng)求階段提供 Lua 等效項(xiàng)。

這有效地允許在 Lua 中開發(fā) NGINX 模塊，同時(shí)保持高性能(LuaJIT 相當(dāng)快)，并且 Kong 用它來提供其核心配置管理和插件管理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

Kong 通過其插件體系結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)框架，可以掛接到上述請(qǐng)求階段。從上面的示例開始，Key Auth 和 ACL 插件都控制客戶端(也稱為使用者)是否應(yīng)該能夠發(fā)出請(qǐng)求。

每個(gè)插件都在其處理程序中定義了自己的訪問函數(shù)，并且該函數(shù)針對(duì)通過給定路由或服務(wù)啟用的每個(gè)插件執(zhí)行 kong.access()。

執(zhí)行順序由優(yōu)先級(jí)值決定，如果 Key Auth 的優(yōu)先級(jí)為 1003，ACL 的優(yōu)先級(jí)為 950，則 Kong 將首先執(zhí)行 Key Auth 的訪問功能，如果它不放棄請(qǐng)求，則將執(zhí)行 ACL，然后再通過將該 ACL 傳遞給上游 proxy_pass。

由于 Kong 的請(qǐng)求路由和處理配置是通過其 admin API 控制的，因此可以在不編輯底層 NGINX 配置的情況下即時(shí)添加和刪除插件配置。

因?yàn)?Kong 本質(zhì)上提供了一種在 API 中注入位置塊(通過 API 定義)和配置的方法。它們通過將插件，證書等分配給這些 API。

我們使用以下的配置部署 Kong 到容器中(省略四個(gè)微服務(wù)的部署)：

 
 
 
 
  
  
  
  version: '3.7'
  
  
  
  
  
  
  
  volumes:
  
  
  
    kong_data: {}
  
  
  
  
  
  
  
  networks:
  
  
  
    kong-net:
  
  
  
      external: false
  
  
  
  
  
  
  
  services:
  
  
  
    kong:
  
  
  
      image: "${KONG_DOCKER_TAG:-kong:latest}"
  
  
  
      user: "${KONG_USER:-kong}"
  
  
  
      depends_on:
  
  
  
        - db
  
  
  
      environment:
  
  
  
        KONG_ADMIN_ACCESS_LOG: /dev/stdout
  
  
  
        KONG_ADMIN_ERROR_LOG: /dev/stderr
  
  
  
        KONG_ADMIN_LISTEN: '0.0.0.0:8001'
  
  
  
        KONG_CASSANDRA_CONTACT_POINTS: db
  
  
  
        KONG_DATABASE: postgres
  
  
  
        KONG_PG_DATABASE: ${KONG_PG_DATABASE:-kong}
  
  
  
        KONG_PG_HOST: db
  
  
  
        KONG_PG_USER: ${KONG_PG_USER:-kong}
  
  
  
        KONG_PROXY_ACCESS_LOG: /dev/stdout
  
  
  
        KONG_PROXY_ERROR_LOG: /dev/stderr
  
  
  
        KONG_PG_PASSWORD_FILE: /run/secrets/kong_postgres_password
  
  
  
      secrets:
  
  
  
        - kong_postgres_password
  
  
  
      networks:
  
  
  
        - kong-net
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "8080:8000/tcp"
  
  
  
        - "127.0.0.1:8001:8001/tcp"
  
  
  
        - "8443:8443/tcp"
  
  
  
        - "127.0.0.1:8444:8444/tcp"
  
  
  
      healthcheck:
  
  
  
        test: ["CMD", "kong", "health"]
  
  
  
        interval: 10s
  
  
  
        timeout: 10s
  
  
  
        retries: 10
  
  
  
      restart: on-failure
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        restart_policy:
  
  
  
          condition: on-failure
  
  
  
  
  
  
  
    db:
  
  
  
      image: postgres:9.5
  
  
  
      environment:
  
  
  
        POSTGRES_DB: ${KONG_PG_DATABASE:-kong}
  
  
  
        POSTGRES_USER: ${KONG_PG_USER:-kong}
  
  
  
        POSTGRES_PASSWORD_FILE: /run/secrets/kong_postgres_password
  
  
  
      secrets:
  
  
  
        - kong_postgres_password
  
  
  
      healthcheck:
  
  
  
        test: ["CMD", "pg_isready", "-U", "${KONG_PG_USER:-kong}"]
  
  
  
        interval: 30s
  
  
  
        timeout: 30s
  
  
  
        retries: 3
  
  
  
      restart: on-failure
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        restart_policy:
  
  
  
          condition: on-failure
  
  
  
      stdin_open: true
  
  
  
      tty: true
  
  
  
      networks:
  
  
  
        - kong-net
  
  
  
      volumes:
  
  
  
        - kong_data:/var/lib/postgresql/data
  
  
  
  secrets:
  
  
  
    kong_postgres_password:
  
  
  
      file: ./POSTGRES_PASSWORD

數(shù)據(jù)庫(kù)選擇了 PostgreSQL，開源版本沒有 Dashboard，我們使用 RestAPI 創(chuàng)建所有的網(wǎng)關(guān)路由：

 
 
 
 
  
  
  
  curl -i -X POST http://localhost:8001/services \
  
  
  
            --data name=goapi \
  
  
  
            --data url='http://goapi:8080'
  
  
  
      curl -i -X POST http://localhost:8001/services/goapi/routes \
  
  
  
          --data 'paths[]=/goapi' \
  
  
  
            --data name=goapi

需要先創(chuàng)建一個(gè) service，然后在該 service 下創(chuàng)建一條路由。

使用 K6 壓力測(cè)試的結(jié)果如下：

每秒請(qǐng)求數(shù) 705 要明顯弱于 Nginx，所以所有的功能都是有成本的。

APISIX

Apache APISIX 是一個(gè)動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、高性能的 API 網(wǎng)關(guān)，提供負(fù)載均衡、動(dòng)態(tài)上游、灰度發(fā)布、服務(wù)熔斷、身份認(rèn)證、可觀測(cè)性等豐富的流量管理功能。

APISIX 于 2019 年 4 月由中國(guó)的支流科技創(chuàng)建，于 6 月開源，并于同年 10 月進(jìn)入 Apache 孵化器。

支流科技對(duì)應(yīng)的商業(yè)化產(chǎn)品的名字叫 API7 。APISIX 旨在處理大量請(qǐng)求，并具有較低的二次開發(fā)門檻。

APISIX 的主要功能和特點(diǎn)有：

云原生設(shè)計(jì)，輕巧且易于容器化。
集成了統(tǒng)計(jì)和監(jiān)視組件，例如 Prometheus，Apache Skywalking 和 Zipkin。
支持 gRPC，Dubbo，WebSocket，MQTT 等代理協(xié)議，以及從 HTTP 到 gRPC 的協(xié)議轉(zhuǎn)碼，以適應(yīng)各種情況。
擔(dān)當(dāng) OpenID 依賴方的角色，與 Auth0，Okta 和其他身份驗(yàn)證提供程序的服務(wù)連接。
通過在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行用戶功能來支持無服務(wù)器，從而使網(wǎng)關(guān)的邊緣節(jié)點(diǎn)更加靈活。
支持插件熱加載。
不鎖定用戶，支持混合云部署架構(gòu)。
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)無狀態(tài)，可以靈活擴(kuò)展。

從這個(gè)角度來看，API 網(wǎng)關(guān)可以替代 Nginx 來處理南北流量，也可以扮演 Istio 控制平面和 Envoy 數(shù)據(jù)平面的角色來處理東西向流量。

APISIX 的架構(gòu)如下圖所示：

APISIX 包含一個(gè)數(shù)據(jù)平面，用于動(dòng)態(tài)控制請(qǐng)求流量;一個(gè)用于存儲(chǔ)和同步網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)配置的控制平面，一個(gè)用于協(xié)調(diào)插件的 AI 平面，以及對(duì)請(qǐng)求流量的實(shí)時(shí)分析和處理。

它構(gòu)建在 Nginx 反向代理服務(wù)器和鍵值存儲(chǔ) etcd 的之上，以提供輕量級(jí)的網(wǎng)關(guān)。

它主要用 Lua 編寫，Lua 是類似于 Python 的編程語(yǔ)言。它使用 Radix 樹進(jìn)行路由，并使用前綴樹進(jìn)行 IP 匹配。

使用 etcd 而不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來存儲(chǔ)配置可以使它更接近云原生，但是即使在任何服務(wù)器宕機(jī)的情況下，也可以確保整個(gè)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的可用性。

所有組件都是作為插件編寫的，因此其模塊化設(shè)計(jì)意味著功能開發(fā)人員只需要關(guān)心自己的項(xiàng)目即可。

內(nèi)置的插件包括流控和速度限制，身份認(rèn)證，請(qǐng)求重寫，URI 重定向，開放式跟蹤和無服務(wù)器。

APISIX 支持 OpenResty 和 Tengine 運(yùn)行環(huán)境，并且可以在 Kubernetes 的裸機(jī)上運(yùn)行。它同時(shí)支持 X86 和 ARM64。

我們同樣使用 Docker Compose 來部署 APISIX：

 
 
 
 
  
  
  
  version: "3.7"
  
  
  
  
  
  
  
  services:
  
  
  
    apisix-dashboard:
  
  
  
      image: apache/apisix-dashboard:2.4
  
  
  
      restart: always
  
  
  
      volumes:
  
  
  
      - ./dashboard_conf/conf.yaml:/usr/local/apisix-dashboard/conf/conf.yaml
  
  
  
      ports:
  
  
  
      - "9000:9000"
  
  
  
      networks:
  
  
  
        apisix:
  
  
  
          ipv4_address: 172.18.5.18
  
  
  
  
  
  
  
    apisix:
  
  
  
      image: apache/apisix:2.3-alpine
  
  
  
      restart: always
  
  
  
      volumes:
  
  
  
        - ./apisix_log:/usr/local/apisix/logs
  
  
  
        - ./apisix_conf/config.yaml:/usr/local/apisix/conf/config.yaml:ro
  
  
  
      depends_on:
  
  
  
        - etcd
  
  
  
      ##network_mode: host
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "8080:9080/tcp"
  
  
  
        - "9443:9443/tcp"
  
  
  
      networks:
  
  
  
        apisix:
  
  
  
          ipv4_address: 172.18.5.11
  
  
  
      deploy:
  
  
  
        resources:
  
  
  
          limits:
  
  
  
            cpus: '1'
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
          reservations:
  
  
  
            memory: 256M
  
  
  
  
  
  
  
    etcd:
  
  
  
      image: bitnami/etcd:3.4.9
  
  
  
      user: root
  
  
  
      restart: always
  
  
  
      volumes:
  
  
  
        - ./etcd_data:/etcd_data
  
  
  
      environment:
  
  
  
        ETCD_DATA_DIR: /etcd_data
  
  
  
        ETCD_ENABLE_V2: "true"
  
  
  
        ALLOW_NONE_AUTHENTICATION: "yes"
  
  
  
        ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS: "http://0.0.0.0:2379"
  
  
  
        ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS: "http://0.0.0.0:2379"
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - "2379:2379/tcp"
  
  
  
      networks:
  
  
  
        apisix:
  
  
  
          ipv4_address: 172.18.5.10
  
  
  
  
  
  
  
  networks:
  
  
  
    apisix:
  
  
  
      driver: bridge
  
  
  
      ipam:
  
  
  
        config:
  
  
  
        - subnet: 172.18.0.0/16

開源的 APISIX 支持 Dashboard 的方式來管理路由，而不是像 KONG 把儀表盤功能限制在商業(yè)版本中。

但是 APISIX 的儀表盤不支持對(duì)路由 URI 進(jìn)行改寫，所以我們只好使用 RestAPI 來創(chuàng)建路由。

創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)的路由的命令如下：

 
 
 
 
  
  
  
  curl --location --request PUT 'http://127.0.0.1:8080/apisix/admin/routes/1' \
  
  
  
  --header 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' \
  
  
  
  --header 'Content-Type: text/plain' \
  
  
  
  --data-raw '{
  
  
  
      "uri": "/goapi/*",
  
  
  
      "plugins": {
  
  
  
          "proxy-rewrite": {
  
  
  
              "regex_uri": ["^/goapi(.*)$","$1"]
  
  
  
          }
  
  
  
      },
  
  
  
      "upstream": {
  
  
  
          "type": "roundrobin",
  
  
  
          "nodes": {
  
  
  
              "goapi:8080": 1
  
  
  
          }
  
  
  
      }
  
  
  
  }'

使用 K6 壓力測(cè)試的結(jié)果如下：

APISix 取得了 1155 的好成績(jī)，表現(xiàn)出接近不經(jīng)過網(wǎng)關(guān)的性能，可能緩存起到了很好的效果。

Tyk

Tyk 是一款基于 Golang 和 Redis 構(gòu)建的開源 API 網(wǎng)關(guān)。它于 2014 年創(chuàng)建，比 AWS 的 API 網(wǎng)關(guān)即服務(wù)功能早。Tyk 用 Golang 編寫，并使用 Golang 自己的 HTTP 服務(wù)器。

Tyk 支持不同的運(yùn)行方式：云，混合(在自己的基礎(chǔ)架構(gòu)中為 GW)和本地。

Tyk 由 3 個(gè)組件組成：

網(wǎng)關(guān)：處理所有應(yīng)用流量的代理。
儀表板：可以從中管理 Tyk，顯示指標(biāo)和組織 API 的界面。
Pump：負(fù)責(zé)持久保存指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將其導(dǎo)出到 MongoDB(內(nèi)置)，ElasticSearch 或 InfluxDB 等。

我們同樣使用 Docker Compose 來創(chuàng)建 Tyk 網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行功能驗(yàn)證。

 
 
 
 
  
  
  
  version: '3.7'
  
  
  
  services:
  
  
  
    tyk-gateway:
  
  
  
      image: tykio/tyk-gateway:v3.1.1
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - 8080:8080
  
  
  
      volumes:
  
  
  
        - ./tyk.standalone.conf:/opt/tyk-gateway/tyk.conf
  
  
  
        - ./apps:/opt/tyk-gateway/apps
  
  
  
        - ./middleware:/opt/tyk-gateway/middleware
  
  
  
        - ./certs:/opt/tyk-gateway/certs
  
  
  
      environment:
  
  
  
        - TYK_GW_SECRET=foo
  
  
  
      depends_on:
  
  
  
        - tyk-redis
  
  
  
    tyk-redis:
  
  
  
      image: redis:5.0-alpine
  
  
  
      ports:
  
  
  
        - 6379:6379

Tyk 的 Dashboard 也是屬于商業(yè)版本的范疇，所我們又一次需要借助 API 來創(chuàng)建路由，Tyk 是通過 app 的概念來創(chuàng)建和管理路由的，你也可以直接寫 app 文件。

 
 
 
 
  
  
  
  curl --location --request POST 'http://localhost:8080/tyk/apis/' \
  
  
  
  --header 'x-tyk-authorization: foo' \
  
  
  
  --header 'Content-Type: application/json' \
  
  
  
  --data-raw '{
  
  
  
      "name": "GO API",
  
  
  
      "slug": "go-api",
  
  
  
      "api_id": "goapi",
  
  
  
      "org_id": "goapi",
  
  
  
      "use_keyless": true,
  
  
  
      "auth": {
  
  
  
        "auth_header_name": "Authorization"
  
  
  
      },
  
  
  
      "definition": {
  
  
  
        "location": "header",
  
  
  
        "key": "x-api-version"
  
  
  
      },
  
  
  
      "version_data": {
  
  
  
        "not_versioned": true,
  
  
  
        "versions": {
  
  
  
          "Default": {
  
  
  
            "name": "Default",
  
  
  
            "use_extended_paths": true
  
  
  
          }
  
  
  
        }
  
  
  
      },
  
  
  
      "proxy": {
  
  
  
        "listen_path": "/goapi/",
  
  
  
        "target_url": "http://host.docker.internal:18000/",
  
  
  
        "strip_listen_path": true
  
  
  
      },
  
  
  
      "active": true
  
  
  
  }'

使用 K6 壓力測(cè)試的結(jié)果如下：

Tyk 的結(jié)果在 400-600 左右，性能上和 KONG 接近。

Zuul

Zuul 是 Netflix 開源的基于 Java 的 API 網(wǎng)關(guān)組件。

Zuul 包含多個(gè)組件：

zuul-core：該庫(kù)包含編譯和執(zhí)行過濾器的核心功能。
zuul-simple-webapp：該 Webapp 展示了一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，說明如何使用 zuul-core 構(gòu)建應(yīng)用程序。
zuul-netflix：將其他 NetflixOSS 組件添加到 Zuul 的庫(kù)，例如，使用 Ribbon 路由請(qǐng)求。
zuul-netflix-webapp：將 zuul-core 和 zuul-netflix 打包到一個(gè)易于使用的程序包中的 webapp。

Zuul 提供了靈活性和彈性，部分是通過利用其他 Netflix OSS 組件進(jìn)行的：

Hystrix 用于流控。包裝對(duì)始發(fā)地的呼叫，這使我們可以在發(fā)生問題時(shí)丟棄流量并確定流量的優(yōu)先級(jí)。
Ribbon 是來自 Zuul 的所有出站請(qǐng)求的客戶，它提供有關(guān)網(wǎng)絡(luò)性能和錯(cuò)誤的詳細(xì)信息，并處理軟件負(fù)載平衡以實(shí)現(xiàn)均勻的負(fù)載分配。
Turbine 實(shí)時(shí)匯總細(xì)粒度的指標(biāo)，以便我們可以快速觀察問題并做出反應(yīng)。
Archaius 處理配置并提供動(dòng)態(tài)更改屬性的能力。

Zuul 的核心是一系列過濾器，它們能夠在路由 HTTP 請(qǐng)求和響應(yīng)期間執(zhí)行一系列操作。

以下是 Zuul 過濾器的主要特征：

類型：通常定義路由流程中應(yīng)用過濾器的階段。(盡管它可以是任何自定義字符串)
執(zhí)行順序：在類型中應(yīng)用，定義跨多個(gè)過濾器的執(zhí)行順序。
準(zhǔn)則：執(zhí)行過濾器所需的條件。
動(dòng)作：如果符合條件，則要執(zhí)行的動(dòng)作。

 
 
 
 
  
  
  
  class DeviceDelayFilter extends ZuulFilter {
  
  
  
  
  
  
  
      def static Random rand = new Random()
  
  
  
  
  
  
  
      @Override
  
  
  
      String filterType() {
  
  
  
         return 'pre'
  
  
  
      }
  
  
  
  
  
  
  
      @Override
  
  
  
      int filterOrder() {
  
  
  
         return 5
  
  
  
      }
  
  
  
  
  
  
  
      @Override
  
  
  
      boolean shouldFilter() {
  
  
  
         return  RequestContext.getRequest().
  
  
  
         getParameter("deviceType")?equals("BrokenDevice"):false
  
  
  
      }
  
  
  
  
  
  
  
      @Override
  
  
  
      Object run() {
  
  
  
         sleep(rand.nextInt(20000)) // Sleep for a random number of
  
  
  
                                    // seconds between [0-20]
  
  
  
      }
  
  
  
  }

Zuul 提供了一個(gè)框架來動(dòng)態(tài)讀取，編譯和運(yùn)行這些過濾器。過濾器不直接相互通信。

而是通過每個(gè)請(qǐng)求唯一的 RequestContext 共享狀態(tài)。過濾器使用 Groovy 編寫。

有幾種與請(qǐng)求的典型生命周期相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)過濾器類型：

Pre 過濾器在路由到原點(diǎn)之前執(zhí)行。示例包括請(qǐng)求身份驗(yàn)證，選擇原始服務(wù)器以及記錄調(diào)試信息。
Route 路由過濾器處理將請(qǐng)求路由到源。這是使用 Apache HttpClient 或 Netflix Ribbon 構(gòu)建和發(fā)送原始 HTTP 請(qǐng)求的地方。
在將請(qǐng)求路由到源之后，將執(zhí)行 Post 過濾器。示例包括將標(biāo)準(zhǔn) HTTP 標(biāo)頭添加到響應(yīng)，收集統(tǒng)計(jì)信息和指標(biāo)以及將響應(yīng)從源流傳輸?shù)娇蛻舳恕?/li>
在其他階段之一發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，將執(zhí)行 Error 過濾器。

Spring Cloud 創(chuàng)建了一個(gè)嵌入式 Zuul 代理，以簡(jiǎn)化一個(gè)非常常見的用例的開發(fā)，在該用例中，UI 應(yīng)用程序希望代理對(duì)一個(gè)或多個(gè)后端服務(wù)的調(diào)用。

此功能對(duì)于用戶界面代理所需的后端服務(wù)很有用，從而避免了為所有后端獨(dú)立管理 CORS 和身份驗(yàn)證問題的需求。

要啟用它，請(qǐng)使用 @EnableZuulProxy 注解一個(gè) Spring Boot 主類，這會(huì)將本地調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)姆?wù)。

Zuul 是 Java 的一個(gè)庫(kù)，他并不是一款開箱即用的 API 網(wǎng)關(guān)，所以需要用 Zuul 開發(fā)一個(gè)應(yīng)用來對(duì)其功能進(jìn)行測(cè)試。

對(duì)應(yīng)的 Java 的 POM 如下：

 
 
 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
    xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
  
  
  
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  
  
  
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  
  
  
      4.0.0
  
  
  
      naughtytao.apigateway
  
  
  
     &n                                                

                                                本文名稱：開源API網(wǎng)關(guān)，到底哪個(gè)強(qiáng)？                                                

                                                當(dāng)前路徑：http://www.fisionsoft.com.cn/article/cdpgdhi.html

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