Garter定义:微服务是高内聚、强封装、松耦合,可独立部署独立扩展的应用组件。

单体架构模块间强耦合并且整体部署,与之对比的微服务其目标是将应用拆分成松耦合的小型服务。这么做的优势有:

  • 应用中的每个微服务都可以独立部署、升级、扩展、维护和重启。

  • 团队之间可以灵活开发&部署

  • 可灵活选择技术栈
    不同的松耦合服务可根据自身需求来部署,每个服务都有其细粒度的api模型来服务不同的客户端(web、手机和第三方APIs)

客户端与微服务间的连接

微服务间通信

考虑客户端直接与每个部署的微服务进行通信时,应考虑以下挑战:
1、在微服务向客户端公开内部API的情况下,客户端需要请求每个微服务。在一个典型的单页面中,为了满足请求,可能需要通过网络请求多个微服务。对于移动设备低带宽网络操作设备来说,情况可能更糟。
2、微服务通信协议多样(例如gRPC、thrift、REST、AMQP等等)客户端适配所有这些协议会导致客户端复杂笨重。
3、每个微服务都需要实现通用网关功能(例如认证、权限控制和日志)
4、要在不影响客户端连接的情况下更改微服务是很困难的。例如对微服务拆分或者合并时,要求客户端也要修改。

API网关

要解决上面这些挑战,在客户端和服务之间引入一个额外层,作为从客户端向服务发起请求路由的反向代理。类似面向对象设计中的外观模式,为封装底层系统架构的API提供了一个单一入口,称为API网关。

简而言之,它的行为与API管理完全相同,但重要的是不要将API管理与API网关混淆。

微服务API网关

API网关功能

路由

通过封装底层系统并与客户端解耦,网关为客户端提供了与微服务系统通信的单一入口点。

负载转移

API网关巩固了边缘功能,而不是让每个微服务都实现它们。这些边缘功能包括:

  • 认证和授权

  • 服务发现

  • 重试策略、断路器和QoS

  • 限流

  • 负载均衡

  • 日志,跟踪、相关性

  • 请求header、查询字符串和声明的转换

  • IP白名单

  • IAM身份和访问管理

  • 集中日志(跨服务器的事务ID、错误日志记录)

  • 身份提供者、身份验证和授权

BFF模式(Backend For Frontend)

它是API网关模式的一种变体。它不是客户端的唯一入口点,而是基于客户端提供多个网关。其目的是根据客户端的需求提供定制的API,消除为所有客户端创建通用API所导致的不必要负担。

BFF模式

你需要多少个BFFs?

BFF的基本概念是为每个用户体验开发合适的后端。Phil Calcado的建议是“一种体验,一个BFF”。如果不同客户端(例如IOS客户端,android客户端,web浏览器等)的需求差异很大,并且单个代理或API的发布时间出现问题,那么BFFs是一个很好的解决方案。还应该注意的是,越复杂的设计需要越复杂的设置。

GraphQL和BFF

GraphQL是一种API查询语言。Phil Calcado 在这篇文章中介绍BFF和GraphQL有相关性并非对立的概念。他补充道BFFs不侧重API端点的样子, 而是关于给您的客户端应用程序自主权,以尽可能多的BFFs或OSFA(通用的)API来构建GraphQL。

典型的API网关

Netflix API网关:Zuul

Netflix的流媒体服务可服务于1000多种不同的设备(电视、机顶盒、智能手机、游戏系统、平板电脑等),在高峰时段每秒处理超过50,000个请求,发现OSFA(一刀切)REST API方法的巨大局限性,并使用了为每台设备量身定制的API网关。

Netflix的Zuul2是所有进入Netflix云基础设施请求的大门。Zuul2显著改进了架构和功能,使我们的网关能够处理、路由和保护Netflix的云系统,并帮助1.25亿用户提供最好的体验。

在Netflix云架构中Zuul

亚马逊API网关

AWS提供完全托管的服务,用于创建、发布、维护、监控和保护REST、HTTP和WebSocket,开发人员可以在这些服务中创建访问AWS或其他web服务的API,以及访问存储在AWS云中的数据。

AWS API网关

kong API网关

Kong Gateway是为微服务进行了优化的一个开源轻量级API网关,提供了无与伦比的延迟性能和可伸缩性。如果你只是想要基本功能,kong API网关是一个合适的选择。通过添加更多的节点,它可以很容易地进行水平扩展。支持大的和可变的工作负载,并且延迟非常低。

其他API网关

  • Apigee API Gateway

  • MuleSoft

  • Tyk.io

  • Akana

  • SwaggerHub

  • Azure API Gateway

  • Express API Gateway

  • Karken D

选择合适的API网关

评估API网关的一些常见标准包括简单性、开源vs专有、可伸缩性和灵活性、安全性、特性、社区、管理(支持监控和部署)、环境配置(安装、配置、提供托管)、定价和文档。

API聚合

在API网关中将一些API请求直接映射到后端服务API。然而,一些复杂的API操作可能需要多个服务的结果组合之后才返回给客户端。在服务互相依赖并且需要同步通信的情况下,必须遵循链式组合模式。聚合层必须支持很大一部分ESB/集成功能,如转换、编排、弹性和稳定性模式。

API网关和聚合

添加了太多新特性的API网关会导致网关过于臃肿,使得设计难以测试和部署。强烈建议避免在API Gateway中进行聚合和数据转换。遵循软件开发实践,在应用程序代码中更适合使用领域智能。Netflix Zuul2删除了原有的很多业务逻辑。

分层微服务中的组合/集成服务

Service Mesh和API网关

微服务中的服务网格是处理进程间通信的可配置网络基础设施层。这类似于通常被称为边车代理或边车(sidecar)网关。它提供了许多功能,如:

  • 健康检查

  • 安全
    从表面上看,API网关和服务网格似乎解决了相同的问题,因此有点冗余。它们在不同的背景下解决了相同的问题。API网关作为业务解决方案的一部分部署,可以处理南北流量。然而,服务网格处理东西流量(在不同的微服务之间)。

实现服务网格避免了弹性通信模式,如断路器、服务发现、运行状况检查、服务可观察性等。对于少量的微服务,应该考虑故障管理的可替代方案,因为服务网格可能比较复杂。对于更多数量的微服务,这将是有益的。

结合这两种技术可以确保应用程序长时间正常运行和弹性扩展,同时确保应用程序易于使用。两种技术在微服务部署中相互补充,它们同时涉及微服务和API。

微服务使用服务网关

API网关实现的注意事项:

  • 可能的单点故障或瓶颈。

  • 增加响应时间,由于通过API网关增加额外的网络跳转,以及复杂性风险。

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