在分布式架构中,一个复杂的应用被拆分为多个小而独立的服务,每个服务都运行在自己的进程中,并通过轻量级的机制(如HTTP RESTful API)进行通信。每个服务都围绕一个特定的业务功能进行构建,并可以独立地进行开发、部署和扩展。
应用分布式架构提供了许多优点,包括:
由于有大量的服务需要进行通信,这就需要一种统一的方式来管理这些通信。这就是API网关的角色。API网关是应用分布式架构中的一个关键组件,它提供了一种统一的方式来路由请求到正确的服务。
API网关是分布式应用架构中的一个重要组件,它是所有API请求的入口点,起到了把多个微服务的APIs封装为一个统一的API接口的作用。这样做可以简化客户端的操作,同时也可以对请求进行预处理和响应进行后处理,以此实现一些共享的、跨服务的功能。
API网关可以提供包括认证、授权、限流、负载均衡、缓存、请求分片和协议转换等功能,以下是作为一个网关的通用功能说明:
API接口协议是定义API如何交互和通信的规则和标准。它规定了请求和响应的格式、数据类型、操作(如GET、POST、PUT、DELETE等)、安全验证方式,以及错误处理等。API接口协议是构建和使用API的基础,它决定了API的性能、可用性、可扩展性和安全性。
API接口协议的重要程度不言而喻。以下是几个主要的原因:
因此,选择适当的API接口协议并正确地实现它,对于构建高效、可用、安全和可扩展的API至关重要。常用的 API(Application Programming Interface) 接口协议的如下:
其中SOAP、XML-RPC和JSON-RPC等老旧的协议由于其复杂性和效率问题,已经被RESTful API、gRPC和GraphQL等更现代、更高效的协议取代。
选择一个API网关的因素有很多,包括性能、功能、易用性、社区支持、文档质量等。Nginx、Envoy、Traefik、Netty和Express.js这五种API网关在GitHub上都有很高的热度,并且在实际使用中都表现出了很好的性能和稳定性。这些API网关都有丰富的功能,可以满足不同类型和规模的应用需求。以下是这五种API网关内核的详细介绍,包括它们的优缺点以及使用语言范围:
Nginx | Envoy | Traefik | Netty | Express.js | |
---|---|---|---|---|---|
内核 | 事件驱动的模型 | 基于C++的异步事件驱动模型 | Go语言实现的事件驱动模型 | Java NIO基础上构建的异步事件驱动模型 | 基于Node.js的事件驱动模型 |
API网关实现 | 反向代理,负载均衡,HTTP缓存等 | 反向代理,负载均衡,服务发现,健康检查等 | 反向代理,负载均衡,自动服务发现等 | 反向代理,负载均衡,服务发现,健康检查等 | 路由,中间件,模板引擎等 |
自身开发语言 | C | C++ | Go | Java | JavaScript |
支持的语言 | 所有HTTP服务的语言 | 所有HTTP服务的语言 | 所有HTTP服务的语言 | 所有HTTP服务的语言 | JavaScript (Node.js) |
支持的协议 | HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP | HTTP/1.1, HTTP/2, gRPC, TCP, UDP | HTTP, HTTPS, HTTP/2, gRPC, TCP, UDP | HTTP/1.1, HTTP/2, gRPC, TCP, UDP | HTTP, HTTPS |
运行资源消耗参考 | 相对较低,但取决于配置和流量 | 中等,但取决于配置和流量 | 中等,但取决于配置和流量 | 高,但取决于配置和流量 | 相对较低,但取决于配置和流量 |
对应的开源API网关软件 | Kong(基于Nginx), OpenResty(基于Nginx) | Ambassador(基于Envoy), Gloo(基于Envoy) | Traefik自身就是开源API网关软件 | Netty没有特定的API网关软件,但可以自行构建 | Express Gateway(基于Express.js) |
插件扩展性 | 通过模块进行扩展,但需要编译Nginx才能添加新模块 | 可以使用Lua或C++进行过滤器扩展,支持动态加载插件 | 支持使用Go编写中间件进行扩展,支持动态加载插件 | 可以通过添加Handler进行扩展,但需要编程知识 | 支持大量中间件进行扩展,社区活跃,插件丰富 |
优点 | 高性能,稳定性好,丰富的功能,社区活跃 | 现代化的设计,支持多种协议,微服务优化,社区活跃 | 简单易用,自动服务发现和热重载,社区活跃 | 高性能,支持多种协议,适合构建复杂网络应用 | 简单易用,灵活,社区活跃,大量插件 |
缺点 | 配置复杂,扩展性差 | 学习曲线陡峭,配置相对复杂 | 文档不够完善 | 需要Java知识,资源消耗较高 | 性能较低,不适合构建高性能应用 |
以下是分别针对Nginx、Envoy、Traefik、Netty和Express.js这五种内核选取的典型API网关的开源实现的详细介绍:
APISIX是基于OpenResty框架构建的高性能API网关。它利用Nginx作为核心代理服务器,并使用Lua脚本进行动态配置和请求/响应处理。APISIX提供可扩展和可定制的解决方案,用于管理和路由API流量,使其成为构建现代微服务架构的理想选择。凭借其性能、灵活性和可扩展性,APISIX使开发人员能够高效处理API请求并构建强大的API生态系统。提供了丰富的流量管理功能,如负载均衡、动态上游、灰度发布、服务熔断和限流等。
APISIX提供了一系列功能,使其成为强大的API网关解决方案。以下是APISIX的一些主要特色功能:
APISIX提供了全面的功能集,用于管理、保护和优化API流量。它提供了灵活性、可扩展性和可扩展性,使其成为构建强大且高性能的API架构的理想选择。
Envoy是一个由Lyft开发并开源的高性能C++分布式代理,它被设计为单体应用的网络抽象,适用于服务网格、中间件和API网关。Envoy的所有功能都构建在统一的、模块化的和可插拔的输入/输出过滤器链中。
以下是一些基于Envoy的API网关的主要特性:
基于Envoy的API网关有很多,其中最知名的可能是Istio。Istio是一个开源服务网格,它为微服务架构提供了流量管理、服务发现、负载均衡、故障恢复、指标收集、访问控制和认证等功能。Istio使用Envoy作为数据平面,处理所有网络交互,并生成详细的遥测数据。
Traefik是一个现代的HTTP反向代理和负载均衡器,它被设计为无缝地嵌入到现代的微服务架构中。以下是一些Traefik的主要特性:
总的来说,Traefik是一个强大而灵活的API网关,非常适合用于微服务架构。
Spring Cloud Gateway是一个基于Spring Framework 5,Project Reactor和Spring Boot 2.0的API网关。它旨在提供一种简单而有效的方式来路由到API,并提供跨关切面的功能,例如:安全性,监控/指标和弹性。
然而,你要求的是一个基于Netty的Spring Cloud Gateway的详细介绍。这是因为Spring Cloud Gateway在底层使用了Project Reactor和Netty。以下是一些关于这个主题的详细信息:
集成Spring Cloud Discovery:Spring Cloud Gateway可以与服务发现组件(如Eureka)集成,实现自动路由到注册的服务。
Express Gateway是一个基于Express.js和Node.js的开源API网关。它可以作为微服务、Serverless、容器、移动应用等的API网关使用。Express Gateway提供了API路由、请求转发、认证和授权、监控等功能。
以下是一些Express Gateway的主要特性:
Express Gateway是一个功能丰富、易于扩展的API网关,适合用于构建现代化的、基于微服务的应用。
以下是一个基于您的请求制作的各大云服务供应商API网关服务的比较表格。请注意,这是一个基本的比较,具体的功能和支持可能会因不同的服务级别和定制选项而有所不同。
服务提供商 | 服务名称 | 主要功能 | 协议支持 | 微服务支持 |
---|---|---|---|---|
AWS | Amazon API Gateway | 提供RESTful API和WebSocket API的创建、部署和管理 | HTTP, WebSocket, REST | 是 |
GCP | Google Cloud Endpoints | 提供API开发、部署、保护、监控和分析的工具 | HTTP, HTTP/2, gRPC | 是 |
微软 | Azure API Management | 提供API创建、发布、维护、监控和保护的解决方案 | HTTP, REST, SOAP, GraphQL | 是 |
阿里云 | 阿里云API网关 | 提供API发布、管理、维护和运营的全生命周期管理平台 | HTTP, REST, SOAP, Dubbo, gRPC | 是 |
腾讯云 | 腾讯云API网关 | 提供API的创建、发布、维护和管理,以及流量控制等功能 | HTTP, REST, WebSocket | 是 |
注意:以上信息可能会随着各个服务提供商产品更新而改变,建议在选择具体产品时查阅最新的官方文档。
随着微服务架构的广泛应用,API网关的角色变得越来越重要。以下是一些主要的发展趋势:
在云原生时代,API面临着新的挑战和需求。
在云原生时代,由于技术的多样性和快速发展,可能会出现各自为政的问题。为了解决这个问题,社区正在努力制定统一的API规范。
Gateway API 是由 Kubernetes SIG-Network 社区推动的一个项目。它的诞生源于对 Kubernetes 现有的 Ingress API 的一些限制的认识。Ingress API 是 Kubernetes 提供的一种服务暴露机制,但它的功能相对较为简单,很多复杂的路由、重定向、流量控制等场景无法满足。
因此,Kubernetes 社区开始探索一种新的 API 设计,旨在提供更加强大和灵活的服务暴露机制。这个新的 API 最初被称为 "Service APIs",后来在 2020 年底改名为 "Gateway API"。Gateway API 的设计目标是提供一种声明式 API,可以描述各种复杂的网络连接模型,包括各种路由、重定向、后端选择等。
Gateway API 和 Ingress 的主要差异在于其功能的丰富性和灵活性。Ingress API 主要用于处理 HTTP 和 HTTPS 流量的基本路由,而 Gateway API 则旨在处理更复杂的网络用例。
以下是两者的主要区别:
Gateway API 是 Kubernetes SIG-Network 社区推动的项目,其诞生和发展是为了解决 Ingress API 的局限性,并提供一种更强大、更灵活的服务暴露机制。在设计和实现过程中,社区积极收集和倾听用户和开发者的反馈,通过不断迭代和改进 API,使其更好地满足复杂的网络连接需求。然而,这是一个持续的过程,社区仍在努力解决各种技术挑战,以期 Gateway API 成为下一代 Kubernetes 网络接口标准。
为了让 Gateway API 得到广泛应用和支持,社区与各大云服务供应商和开源项目进行了合作。他们积极推动这些组织支持 Gateway API,并通过提供详尽的文档和示例来帮助用户和开发者理解和使用这个新的 API。这些努力已经取得了成果,目前包括 Istio、Contour、Gloo、Kong、APISIX 等在内的多个开源 API 网关已经开始支持 Gateway API。
Gateway API 的诞生是为了提供一个比 Ingress API 更强大、更灵活的服务暴露机制。尽管它仍在发展中,但已经得到了广泛的支持,并有望成为下一代 Kubernetes 网络接口标准。
以下是各大云服务供应商对Gateway API的支持情况的比较。
服务提供商 | Gateway API支持情况 |
---|---|
AWS | AWS的Amazon API Gateway不直接支持Gateway API,但可以通过AWS App Mesh或者AWS EKS (Elastic Kubernetes Service)实现对Gateway API的支持。 |
GCP | GCP的Google Cloud Endpoints不直接支持Gateway API,但可以通过Google Kubernetes Engine (GKE)和Google Cloud Run实现对Gateway API的支持。 |
微软 | Azure API Management目前还未提供对Gateway API的直接支持,但可以通过Azure Kubernetes Service (AKS)实现对Gateway API的支持。 |
阿里云 | 阿里云API网关不直接支持Gateway API,但可以通过阿里云的容器服务Kubernetes版实现对Gateway API的支持。 |
腾讯云 | 腾讯云API网关不直接支持Gateway API,但可以通过腾讯云的Tencent Kubernetes Engine (TKE)实现对Gateway API的支持。 |
请注意,这些信息可能会随着各个服务提供商产品更新而改变,建议在选择具体产品时查阅最新的官方文档。
微服务、服务网格和API网关是现代应用架构的三个关键组成部分,它们之间存在密切的关联性,也与基础网络和基础设施有着重要的交互。
在技术发展趋势方面,随着云原生和DevOps文化的推广,微服务、服务网格和API网关将更加普及。微服务将更加关注开发者体验和开发效率;服务网格将更加关注性能优化和易用性;API网关将更加智能化,能够更好地管理和控制API的生命周期。
与基础网络和基础设施的关联方面,微服务、服务网格和API网关都需要在稳定、高效的基础网络和基础设施上运行。同时,随着网络技术如SDN(软件定义网络)和NFV(网络功能虚拟化)的发展,以及新技术如eBPF(扩展伯克利包过滤器)的出现,将这些功能下沉到网络层,成为基础网络的一部分,可以提高性能和安全性,但同时也带来了新的挑战,如管理和监控的复杂性。
以下是您所提到的各类开源项目的官方文档链接:
API网关
以下是这些开源 API 网关的社区文档链接:
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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