构建稳健、高效与安全的企业级 API 网关
![构建稳健、高效与安全的企业级API网关](https://static001.geekbang.org/infoq/13/13c9ab880de4904afae4e5f9b5cf5c43.png)
在现代企业信息化建设中,各种微服务架构系统以及不同类型的管理系统广泛兴起,平台中的数据安全逐渐成为企业重视的部分,在 iPaaS 系统中,一个名为“企业级 API 网关”的功能出现在大众眼中,随着企业信息化建设的不断深入,企业内部常常会使用各种不同的信息系统,这些系统之间的数据格式、接口、协议等都不尽相同。
通俗来讲,如果我们把项目比作提供地铁服务,那么网关就相关于地铁的进站口,所有的人员(流量)进入地铁之前肯定需要从进站口进入检查安全后才能进入搭乘地铁。当地铁里面的人员(流量)比较多超过地铁所能承受的运营能力的时候,在地铁口就会有管理人员会进行限流,分批进入(网关限流)。所以网关对企业级系统的平稳运行有着至关重要的地位,它是企业整个系统流量的大门口,守护着企业的服务安全稳定的运行,因此,企业必须要引入企业级的 API 网关。
企业级 API 网关是支持 API 生命周期和网关管理的应用管理平台,提供了:应用管理、API 管理、我的发布、审核查看、网关管理、路由配置、插件管理统计、监控大屏等系列功能,能够对三方开发应用 API、 访问网关进行管理。通过管理平台用户可以对 API 进行创建,Mock 配置,发布,订阅统计分析等一系列管理操作,动态即时调整网关路由策略,操作更加灵活便捷。监控大屏跟踪 API 的实时调用流并提供清晰的视图来定位问题区域和潜在瓶颈,为整个 API 提供行为监控,并且提供全景式的服务调用链路追溯能力。
一、企业级 API 网关概述
1.统一接入与管理
企业级 API 网关作为所有 API 的单一入口点,实现了服务接口的统一接入与管理。无论是面向内部应用的微服务间通信,还是对外部合作伙伴、开发者或移动应用开放的 API,均可以通过网关进行注册、发布、版本控制和生命周期管理。这种集中化的方式简化了 API 消费者的发现与使用过程,避免了直接访问后端服务带来的复杂性。此外,网关还支持灵活的路由策略,可以根据请求的来源、身份、时间等因素动态调度至相应的服务实例,确保服务调用的正确性和效率。
2.安全防护与认证授权
在 API 经济时代,数据安全与隐私保护至关重要。++企业级 API 网关内置了一系列安全机制,如 OAuth、JWT 等标准协议,实现对 API 访问的严格认证与授权++。它可以对每个 API 调用进行身份验证,确保只有经过授权的用户或应用程序才能访问特定资源。同时,网关还支持速率限制、IP 黑名单、请求签名、敏感信息过滤等防护措施,有效防止 DDoS 攻击、爬虫滥用、数据泄露等安全风险。通过将安全控制集中于网关层,企业能够以较低的成本快速响应安全威胁,而不必在每个服务实例上重复实施安全策略。
3.流量控制与负载均衡
面对瞬息万变的业务需求和网络环境,企业级 API 网关具备强大的流量控制与负载均衡能力。它能够实时监控 API 调用量、响应时间、错误率等指标,根据预设规则自动触发限流、熔断、降级等操作,防止突发流量冲击导致系统崩溃。同时,网关结合服务发现机制,能够动态调整请求分发策略,实现服务实例间的负载均衡,保证服务高可用性和性能稳定性。这些功能有助于企业在应对业务高峰、系统升级、故障恢复等场景时,确保用户体验的连续性和服务质量的一致性。
4.可观测性与数据分析
对于大型企业而言,理解 API 的使用情况、识别性能瓶颈、优化服务架构是持续改进的关键。企业级 API 网关集成了详细的日志记录、性能监控、警报通知以及 API 调用统计分析等功能,为运维人员提供了全方位的可观测性。通过对 API 调用的深度追踪、性能指标的实时监控以及用户行为的精细化分析,企业可以快速定位问题、优化服务性能、制定以数据驱动的决策,进一步提升 API 服务的整体效能。
5.兼容性与标准化
++随着企业 IT 环境的日益复杂,异构系统、多语言开发、云原生架构等趋势对 API 的兼容性和标准化提出了更高要求。++企业级 API 网关支持多种协议转换(如 REST、SOAP、gRPC 等),能够无缝对接各类后端服务,确保不同技术栈间的互操作性。同时,网关遵循行业标准和最佳实践,如 OpenAPI 规范,便于 API 的文档生成、自动化测试、代码生成等工作,加速 API 的开发、测试、部署周期,提升研发团队的生产力。
企业级 API 网关不仅是企业服务架构的“中枢神经”,更是驱动企业数字化转型、构建开放生态、实现业务创新的重要基础设施。它通过提供统一接入、安全防护、流量控制、可观测性以及兼容性等核心能力。
![](https://static001.geekbang.org/infoq/a9/a967cc3e86be2a2bfd222c1b06e1eb86.png)
二、企业级 API 网关在企业架构中的应用
1.促进业务敏捷与快速响应市场需求
在瞬息万变的商业环境中,企业需具备快速响应市场变化、灵活调整业务策略的能力。企业级 API 网关通过封装底层服务,对外提供统一的访问入口,使得前端应用无需关心后端服务的具体实现细节,只需关注所需功能的 API 调用。这一特性使得业务迭代升级时,只需对网关后端服务进行修改或扩展,而无需改动前端应用,显著提升了业务变更的敏捷性和灵活性。此外,API 网关还支持版本管理和灰度发布等功能,确保新旧服务平滑过渡,进一步增强了企业的市场适应能力。
2.强化安全防护与合规控制
在企业架构中,API 网关承担起“守门人”的职责,对所有进出系统的 API 请求进行集中监控与管控,有效提升了整体的安全防护水平。其内置的鉴权机制能够精确控制 API 的访问权限,防止非法或未授权访问。同时,网关支持多种安全策略,如 IP 白名单、请求频率限制、HTTPS 加密传输等,全方位抵御各类安全威胁。此外,对于涉及敏感数据或合规要求严格的场景,API 网关还能通过数据脱敏、访问审计、日志记录等功能,确保数据处理符合法规要求,降低企业合规风险。
3.实现跨部门、跨系统的数据整合与共享
在大型企业中,数据往往分散在各个部门、系统之中,形成数据孤岛,阻碍了企业对数据价值的有效挖掘。企业级 API 网关通过统一的数据出口,将各系统的服务接口汇聚一处,打破数据壁垒,实现跨部门、跨系统的数据整合与共享。企业可以利用 API 网关构建数据服务平台,提供标准化的数据 API 供内部应用或合作伙伴调用,推动数据驱动的决策制定与业务创新。此外,API 网关还支持 API 的生命周期管理,包括创建、发布、下线、复用等操作,有助于企业高效管理海量数据资源,提升数据资产利用率。
4.赋能生态构建与开放创新
随着平台化、生态化战略的兴起,企业越来越重视通过 API 开放自身服务能力,吸引第三方开发者,构建繁荣的生态系统。企业级 API 网关在此过程中发挥着关键作用,它不仅能对外提供安全、稳定、易用的 API 接口,还可以通过 API 市场、开发者门户等功能,方便地管理和推广 API,吸引合作伙伴和开发者接入。此外,网关提供的详尽 API 使用统计、计费管理等功能,有助于企业量化 API 价值,探索创新商业模式,如 API 订阅付费、交易分成等,实现服务变现。
企业级 API 网关在企业架构中的应用涵盖了接口管理、业务敏捷、安全防护、数据整合与生态构建等多个维度,对于提升企业 IT 架构的灵活性、安全性、数据驱动能力和生态构建能力具有重要意义。
![](https://static001.geekbang.org/infoq/a6/a6eab4161ebfd8057bae4a1239846160.png)
三、API 网关在企业的实际核心场景中的核心应用
在 API 网关的众多应用场景中,以下几个场景通常被认为尤为重要:
1、微服务架构的入口点:API 网关在微服务架构中充当重要的入口点,提供了对各个微服务的统一访问。这有助于简化客户端与微服务之间的通信,并支持微服务的灵活扩展和演进。
2、安全性和身份验证:作为安全的第一道防线,API 网关负责集中处理安全性和身份验证问题。通过实施访问控制、令牌验证和 SSL/TLS 加密,它确保只有经过授权的用户能够访问 API,保障系统的安全性。
3、流量控制和限制:API 网关在流量控制方面发挥关键作用,防止因过多请求导致的系统过载。通过限制请求速率、实时配额和缓存等策略,它确保了后端服务的可靠性和性能。
4、日志和监控:API 网关提供了对 API 使用情况、性能指标和潜在问题的监控和日志记录。这对于实时监控、故障排除和性能优化至关重要,帮助保持系统的可靠性和可维护性。
这些场景突显了 API 网关在构建可靠、安全、高性能的 API 基础设施中的关键作用。通过统一管理和处理这些方面,API 网关有助于简化复杂性,提高开发效率,确保系统在面对不同挑战时能够稳健运行。
四、企业该如何选择 API 网关
随着企业的数据越来越多,API 的数量也越来越多,对于大流量的治理,选择一个优秀的 API 网关是至关重要的。想要选择一款高性能、高稳定、功能丰富的企业级的 API 网关,应该要考虑以下几个方面的因素:
1. 性能与可扩展性
作为系统交互的首道关口,API 网关的性能直接影响整体业务响应速度与用户体验。其处理能力应能应对在添加诸如协议转换、数据加解密等业务逻辑时可能带来的吞吐量压力。理想的 API 网关应具备优异的性能优化水平,使得过滤器或插件对系统性能的影响降至最低。
RestCloud API 网关在标准的 2CPU/4G 内存服务器配置下,展现出超过 10000 qps 的并发处理能力,且随着节点数量增加,性能呈线性增长。在无额外业务逻辑介入的情况下,相较于直接访问 API,其性能损耗控制在 10%-15%的范围内,转发效率接近直接访问时的 90%以上。
2. 稳定性与可靠性
在企业级应用中,网关的稳定性与可靠性是衡量其核心竞争力的关键指标。RestCloud API 网关采用无状态设计,支持水平扩展至任意数量的服务器节点,轻松应对大并发流量冲击。此外,无缝集成 Kubernetes(K8S)容器技术,实现动态弹性伸缩,可根据实时负载自动调整网关节点数量,确保资源利用最优化,避免因突发流量导致的服务中断。
为防止局部问题引发全局影响,RestCloud API 网关采用了线程与资源隔离策略。这种机制确保了单一接口或部分接口的异常流量不会波及整个系统,保证了网关整体性能的稳定。尤为值得一提的是,该网关在运行时完全独立于数据库,即便数据库发生故障,API 路由服务仍能持续稳定提供,显著提升了系统的容错性和可用性。得益于此,RestCloud API 网关实现了高达 99.999%的可用性目标,为企业的关键业务保驾护航。
3.易用性与维护成本
易用性直接影响到 API 网关在企业内部的接纳程度与使用效率。优秀的网关应提供简洁明了的用户界面,方便开发者进行 API 配置、调试、监控等工作。此外,应具备清晰的文档与社区支持,降低学习曲线。在维护成本方面,企业应考虑网关的运维难度、升级便利性以及对现有 IT 基础设施的兼容性。开源产品可能具有较低的初期投入成本,但需权衡社区活跃度、技术支持等因素;商业产品则通常提供更全面的服务和支持,但需纳入长期运维成本考量。
4.智能实时预警能力
API 网关支持对所有 API 请求的智能实时错误断言,并进行实时预警,各业务线的 API 负责人能在业务系统 API 出现故障时第一时间收到钉钉、企业微信、邮件等的告警通知;对于大量的实时报警信息 API 网关能智能对错误信息进行收敛,不会对运维人员造成信息轰炸;通过 API 网关的预警功能,各业务系统技术人员能先于用户发现故障并及时处理,做到解决故障时用户无感知、无投诉。
5.自主研发能力
完全自主研发的 API 网关可以为企业提供更为灵活的个性化改造方案和 7X24 小时的技术支持服务,不管任何时候出现问题我们都能第一时间给予修复方案,在面对复杂的业务系统对接和协议转换时基于开源的 API 网关在改造成本上要远远高于商业级 API 网关的购买成本。
6.功能丰富度与灵活性
优秀的 API 网关应具备丰富的功能特性,满足企业多样化的业务需求。这包括但不限于:
安全防护:安全性方面提供众多安全防护能力包括不限于:IP 黑白名单、敏感字符过滤、数据加解密、DDos 攻击拒绝,JSON/XML 深度攻击拒绝、防 SQL 注入、防重复提交等众多安全防护措施,完全符合国际 OWASP API 安全 Top 10 安全评估的所有安全项;
协议转换与适配:API 网关支持 Restful、WebService、Dubbo、kafka、MQTT、SQL 等多种类型的接口注册并能对 JSON 和 XML 进行数据格式的转换、无需编码可实现 json 转 xml 和 xml 转 json 功能,通过转换后更有利于前端 UI 框架进行 API 的调用。 更多的协议转换类型支持自定义扩展插件进行数据转换,可以对 API 的请求数据和后端 API 的返回数据进行二次加工处理;
流量控制与策略管理:实现精细化的流量控制,如限速、配额管理、优先级设置等,确保 API 资源合理分配;提供规则引擎,允许动态调整策略,应对业务变化;
API 生命周期管理:涵盖从 API 的研发、测试、管理、运营建立起完整的 API 管理体系和管理制度;
可观测性与分析:内置 API 调用统计、性能监控、日志分析等功能,助力开发者快速定位问题,优化 API 性能;
支持 API 调用权限:用户可以申请 API 的调用权限,进行申请和审批服务;
API 在线测试能力:自动化对 API 进行全方位的测试;
API 质量评估模型:根据 API 质量评估模型自动对所有 API 进行质量分析和评估,为 API 的质量提升提供决策依据;
APM 链路追踪技术:在一次调用多个 API 时我们能自动追踪所有 API 之间的调用关系并使用链路图进行展示。
![](https://static001.geekbang.org/infoq/86/86809fda45c13741ff17659e1dcad297.png)
综上所述,企业在选择高性能、高稳定、功能丰富的企业级 API 网关时,应从性能与可扩展性、稳定性与可靠性、功能丰富度与灵活性、自主研发能力等多个维度进行全面评估。结合企业实际业务需求与技术栈,选出既能满足当下需求,又能适应未来发展变化的理想解决方案。
挑选企业级 API 网关,需要验证它的行业最佳实践,诸多行业客户对产品的成熟度、稳定性、拓展性等因素非常考验,而谷云科技 RestCloud 的企业级 API 网关就能够提供企业级的安全性和可管理性,动态、实时、高性能。产品具有安全与认证、高性能与超稳定、监控和分析等功能,得到公安、军工、政府等超 400 家企业的成功应用,包括:湖北省公安厅、郑州市公安局、山西省公安厅、公安部等超过 20+省地市公安部门广泛应用,在安全性、高并发上得到了充分的验证。
评论