API lüüs: päringute suunamise meisterlik valdamine mikroteenuste arhitektuurides

Mikroteenuste maailmas toimib API lüüs kõigi kliendipäringute jaoks ühtse sisenemispunktina. Selle peamine ülesanne on suunata need päringud tõhusalt ja turvaliselt õigetesse taustateenustesse. Tõhus päringute suunamine on mikroteenuste arhitektuuris optimaalse jõudluse, skaleeritavuse ja hooldatavuse saavutamiseks ülioluline. See põhjalik juhend süveneb API lüüsi päringute suunamise keerukustesse, hõlmates erinevaid strateegiaid, mustreid, seadistusvõimalusi ja parimaid tavasid.

API lüüsi päringute suunamise mõistmine

Päringute suunamine on protsess, mille käigus suunatakse sissetulevad päringud teatud kriteeriumide alusel õigele taustateenusele. See protsess hõlmab päringu analüüsimist (nt HTTP meetod, tee, päised, päringuparameetrid) ja eelnevalt määratletud reeglite rakendamist sihtteenuse määramiseks. API lüüs toimib sageli pöördpuhverserverina, kaitstes sisemist mikroteenuste arhitektuuri välismaailma eest.

Põhimõisted

• Suunamisreeglid: Määratlevad vastavuse sissetulevate päringute ja taustateenuste vahel. Need reeglid põhinevad tavaliselt päringu atribuutidel, nagu URL-i tee, HTTP meetod või päised.
• Teenuse avastamine: Mehhanism, mille abil API lüüs leiab taustateenuse saadaolevad instantsid. Teenuse avastamine on hädavajalik dünaamilistes keskkondades, kus teenuseinstantse saab sageli lisada või eemaldada.
• Koormuse jaotamine: Sissetulevate päringute jaotamine mitme taustateenuse instantsi vahel, et vältida ülekoormust ja tagada kõrge kättesaadavus.
• Liikluse haldamine: Liiklusvoo kontrollimine teenuse erinevate versioonide või instantside vahel, võimaldades kanaari-juurutusi ja A/B testimist.
• Turvalisus: Autentimis- ja autoriseerimismehhanismid, et tagada ainult volitatud klientide juurdepääs kaitstud teenustele.

Päringute suunamise strateegiad

API lüüsis saab päringute suunamiseks kasutada mitmeid strateegiaid, millest igaühel on omad eelised ja puudused. Õige strateegia valimine sõltub rakenduse konkreetsetest nõuetest ja mikroteenuste arhitektuuri keerukusest.

1. Teepõhine suunamine

See on kõige levinum ja lihtsam suunamisstrateegia. Päringud suunatakse URL-i tee alusel. Näiteks päringud aadressile /users võidakse suunata users-teenusesse, samas kui päringud aadressile /products suunatakse products-teenusesse.

Näide:

Kujutage ette e-kaubanduse platvormi. Päringud aadressile /api/v1/products võidakse suunata tootekataloogi mikroteenusesse, samas kui päringud aadressile /api/v1/orders suunatakse tellimuste haldamise mikroteenusesse. See võimaldab selget ülesannete eraldamist ja üksikute teenuste lihtsamat haldamist.

Seadistamine:

Paljud API lüüsi platvormid võimaldavad teil seadistada teepõhist suunamist lihtsa mustrisobituse abil. Näiteks Kongis saate määratleda marsruudi, mis sobitub konkreetse teega päringutega ja edastab need kindlale teenusele.

Eelised:

• Lihtne rakendada ja mõista.
• Kerge seadistada ja hooldada.
• Sobib põhiliste suunamisstsenaariumite jaoks.

Puudused:

• Võib muutuda keeruliseks suure hulga teenustega.
• Piiratud paindlikkus keerukamate kriteeriumide alusel suunamisel.

2. Päisepõhine suunamine

Päringud suunatakse konkreetsete HTTP päiste väärtuse alusel. See on kasulik selliste funktsioonide rakendamiseks nagu sisu läbirääkimine (nt suunamine Accept päise alusel) või versioonihaldus (nt suunamine kohandatud API-Version päise alusel).

Näide:

Kujutage ette, et teil on oma products-teenusest kaks versiooni (v1 ja v2). Saate kasutada kohandatud päist, näiteks X-API-Version, et suunata päringud sobivasse versiooni. Päring päisega X-API-Version: v1 suunatakse v1 teenusesse, samas kui päring päisega X-API-Version: v2 suunatakse v2 teenusesse. See on väärtuslik järkjärguliste kasutuselevõttude ja A/B testimise jaoks.

Seadistamine:

Enamik API lüüse võimaldab teil määratleda päiste väärtustel põhinevaid suunamisreegleid. Saate määrata päise nime ja oodatava väärtuse sobitamiseks. Näiteks Azure API Managementis saate kasutada poliitikaid päiste väärtuste kontrollimiseks ja päringu vastavaks suunamiseks.

Eelised:

• Pakub suuremat paindlikkust kui teepõhine suunamine.
• Võimaldab sisu läbirääkimist ja versioonihaldust.

Puudused:

• Võib olla keerulisem seadistada kui teepõhist suunamist.
• Nõuab, et kliendid lisaksid oma päringutesse konkreetsed päised.

3. Päringuparameetritel põhinev suunamine

Päringud suunatakse URL-is olevate päringuparameetrite väärtuse alusel. See on kasulik päringu osana edastatud konkreetsete kriteeriumide, näiteks kliendi ID või tootekategooria alusel suunamiseks.

Näide:

Kaaluge stsenaariumi, kus soovite suunata päringuid erinevatele taustateenustele vastavalt kliendi geograafilisele asukohale. Saate kasutada päringuparameetrit, näiteks region, et määrata piirkond. Päringud aadressile /products?region=eu võidakse suunata tootekataloogi teenusesse Euroopas, samas kui päringud aadressile /products?region=us suunatakse teenusesse Ameerika Ühendriikides. See aitab optimeerida jõudlust ja vastavust globaalsete kasutajate jaoks.

Seadistamine:

API lüüsid pakuvad tavaliselt mehhanisme päringuparameetrite eraldamiseks URL-ist ja nende kasutamiseks suunamisreeglites. Google Cloud API Gateways saate määratleda päringuparameetrite väärtustel põhinevaid suunamisreegleid teenuse konfiguratsiooni abil.

Eelised:

• Võimaldab suunamist dünaamiliste kriteeriumide alusel.
• Kasulik selliste funktsioonide rakendamiseks nagu piirkondlik suunamine.

Puudused:

• Võib muuta URL-id keerukamaks ja raskemini loetavaks.
• Nõuab, et kliendid lisaksid oma päringutesse konkreetsed päringuparameetrid.

4. Meetodipõhine suunamine

Päringud suunatakse HTTP meetodi (nt GET, POST, PUT, DELETE) alusel. Seda kasutatakse sageli koos teepõhise suunamisega RESTful API pakkumiseks.

Näide:

Võite suunata GET /users teenusesse, mis hangib kasutajateavet, POST /users teenusesse, mis loob uue kasutaja, PUT /users/{id} teenusesse, mis uuendab kasutajat, ja DELETE /users/{id} teenusesse, mis kustutab kasutaja. See kasutab standardseid HTTP verbe selge ja järjepideva API disaini jaoks.

Seadistamine:

API lüüsid toetavad üldiselt suunamist HTTP meetodite alusel. Saate määratleda eraldi marsruudid iga meetodi jaoks antud tee puhul. AWS API Gateway võimaldab teil seadistada erinevaid integratsioone iga HTTP meetodi jaoks ressursil.

Eelised:

• Võimaldab RESTful API disaini.
• Selge ülesannete eraldamine HTTP meetodite alusel.

Puudused:

• Nõuab head arusaamist HTTP meetoditest.

5. Sisupõhine suunamine

Päringud suunatakse päringu keha sisu alusel. See on kasulik keerukate kriteeriumide alusel suunamiseks või kui suunamisotsus sõltub päringus saadetavatest andmetest. See võib olla eriti kasulik GraphQL-i rakenduste puhul, kus päring ise juhib suunamist.

Näide:

Kaaluge stsenaariumi, kus teil on mitu taustateenust, mis käsitlevad erinevat tüüpi dokumente. Saate kontrollida päringu keha, et määrata dokumendi tüüp ja suunata päring sobivasse teenusesse. Näiteks kui päringu keha sisaldab JSON-i laadungit väljaga documentType: 'invoice', saate suunata päringu arvete töötlemise teenusesse. Globaalses äris võivad arvetel olla piirkondlikud erinevused (nt käibemaksu reeglid), seega võib sisu tuvastada ka riigi, kuhu vastavalt suunata.

Seadistamine:

Sisupõhine suunamine nõuab tavaliselt keerukamat seadistamist kui teised suunamisstrateegiad. Teil võib olla vaja kasutada skriptimist või kohandatud koodi päringu keha kontrollimiseks ja suunamisotsuste tegemiseks. Tyk API Gateway pakub funktsioone päringu teisendamiseks ja skriptimiseks, mida saab kasutada sisupõhiseks suunamiseks.

Eelised:

• Pakub suurimat paindlikkust suunamisotsuste tegemisel.
• Võimaldab suunamist keerukate kriteeriumide alusel.

Puudused:

• Võib olla kõige keerulisem rakendada ja seadistada.
• Võib nõuda kohandatud koodi või skriptimist.
• Võib mõjutada jõudlust päringu keha kontrollimise vajaduse tõttu.

Päringute suunamise mustrid

Päringute suunamise tõhustamiseks ja mikroteenuste süsteemi üldise arhitektuuri parandamiseks saab rakendada mitmeid väljakujunenud mustreid.

1. Agregeerimine

API lüüs koondab vastused mitmest taustateenusest üheks vastuseks kliendile. See vähendab vajalike edasi-tagasi päringute arvu ja lihtsustab kliendi kogemust.

Näide:

Kui klient taotleb kasutajaprofiili, võib API lüüs vajada andmete hankimist users-teenusest, profiles-teenusest ja addresses-teenusest. API lüüs koondab nende teenuste vastused üheks kasutajaprofiili vastuseks, mis seejärel tagastatakse kliendile. See muster parandab jõudlust ja vähendab kliendirakenduse keerukust.

2. Teisendamine

API lüüs teisendab päringuid ja vastuseid kliendi ja taustateenuste vahel. See võimaldab kliendil kasutada teistsugust API-t kui see, mida taustateenused pakuvad, eraldades kliendi sisemisest arhitektuurist.

Näide:

Klient võib saata päringu kindla andmevormingu või nimetamiskonventsiooniga. API lüüs teisendab päringu vormingusse, mida taustateenus mõistab. Samamoodi teisendab API lüüs vastuse taustateenusest vormingusse, mida klient ootab. See muster võimaldab suuremat paindlikkust ja kohanemisvõimet mikroteenuste arhitektuuris.

3. Aheldamine

API lüüs suunab päringu järjestikku mitmele taustateenusele. Iga teenus täidab konkreetse ülesande ja edastab tulemuse järgmisele teenusele ahelas.

Näide:

Tellimuse töötlemisel võib API lüüs esmalt suunata päringu tellimuse valideerimise teenusesse, seejärel makse töötlemise teenusesse ja lõpuks tellimuse täitmise teenusesse. Iga teenus täidab konkreetse ülesande ja edastab tellimuse järgmisele teenusele ahelas. See muster võimaldab keerulisi äriprotsesse rakendada modulaarsel ja skaleeritaval viisil.

4. Hargnemine

API lüüs suunab päringu teatud tingimuste alusel erinevatele taustateenustele. See võimaldab rakendada erinevat äriloogikat vastavalt päringu kontekstile.

Näide:

Kasutaja asukoha põhjal võib API lüüs suunata päringu erinevasse hinnateenusesse. Euroopas asuvad kasutajad võidakse suunata teenusesse, mis rakendab käibemaksu, samas kui Ameerika Ühendriikides asuvad kasutajad suunatakse teenusesse, mis seda ei tee. See võimaldab äriloogikat kohandada konkreetsetele piirkondadele või kliendisegmentidele.

Seadistusvalikud

Päringute suunamise seadistamine API lüüsis hõlmab tavaliselt marsruutide, teenuste ja poliitikate määratlemist. Konkreetsed seadistusvalikud sõltuvad kasutatavast API lüüsi platvormist.

1. Marsruudi määratlus

Marsruut määratleb vastavuse sissetulevate päringute ja taustateenuste vahel. See sisaldab tavaliselt järgmist teavet:

• Tee: URL-i tee, mida sobitada.
• Meetodid: HTTP meetodid, mida sobitada (nt GET, POST, PUT, DELETE).
• Päised: Päised, mida sobitada.
• Päringuparameetrid: Päringuparameetrid, mida sobitada.
• Teenus: Taustateenus, kuhu päring suunata.

2. Teenuse määratlus

Teenus esindab taustateenust, kuhu API lüüs saab päringuid suunata. See sisaldab tavaliselt järgmist teavet:

• URL: Taustateenuse URL.
• Tervisekontroll: Lõpp-punkt taustateenuse tervise kontrollimiseks.
• Koormuse jaotamine: Kasutatav koormuse jaotamise algoritm.

3. Poliitikad

Poliitikaid kasutatakse konkreetse loogika rakendamiseks päringutele ja vastustele. Neid saab kasutada autentimiseks, autoriseerimiseks, päringute piiramiseks, päringute teisendamiseks ja vastuste teisendamiseks.

API lüüsi valimine

Saadaval on mitmeid API lüüsi lahendusi, millest igaühel on oma tugevused ja nõrkused. API lüüsi valik sõltub rakenduse konkreetsetest nõuetest ja infrastruktuuri keskkonnast.

Populaarsed API lüüsi lahendused

• Kong: Avatud lähtekoodiga API lüüs, mis on ehitatud Nginxi peale. See on väga laiendatav ja toetab laia valikut pistikprogramme.
• Tyk: Avatud lähtekoodiga API lüüs, mis keskendub API haldusele ja analüütikale.
• Apigee: Kaubanduslik API haldusplatvorm, mis pakub laia valikut funktsioone, sealhulgas API lüüs, analüütika ja arendajaportaal.
• AWS API Gateway: Amazon Web Services'i pakutav täielikult hallatud API lüüsi teenus.
• Azure API Management: Microsoft Azure'i pakutav täielikult hallatud API lüüsi teenus.
• Google Cloud API Gateway: Google Cloud Platformi pakutav täielikult hallatud API lüüsi teenus.

Parimad tavad päringute suunamiseks

Päringute suunamise parimate tavade järgimine võib märkimisväärselt parandada mikroteenuste arhitektuuri jõudlust, skaleeritavust ja hooldatavust.

1. Hoidke suunamisreeglid lihtsad

Vältige liiga keerulisi suunamisreegleid, mida on raske mõista ja hooldada. Lihtsamaid reegleid on lihtsam veaotsingut teha ja need on vähem vigadele altid.

2. Kasutage teenuse avastamist

Kasutage teenuse avastamist taustateenuste dünaamiliseks leidmiseks. See tagab, et API lüüs suudab alati suunata päringuid saadaolevatele instantsidele, isegi kui teenuseid skaleeritakse või uuesti juurutatakse.

3. Rakendage koormuse jaotamist

Jaotage sissetulevad päringud mitme taustateenuse instantsi vahel, et vältida ülekoormust ja tagada kõrge kättesaadavus. Kasutage koormuse jaotamise algoritmi, mis sobib rakenduse vajadustega (nt ringrobin, vähimad ühendused).

4. Turvake oma API lüüs

Rakendage autentimis- ja autoriseerimismehhanisme, et kaitsta taustateenuseid volitamata juurdepääsu eest. Kasutage tööstusharu standardseid turvaprotokolle nagu OAuth 2.0 ja JWT.

5. Jälgige ja analüüsige suunamise jõudlust

Jälgige API lüüsi ja taustateenuste jõudlust, et tuvastada kitsaskohti ja optimeerida suunamisreegleid. Kasutage analüütikatööriistu päringu latentsuse, veamäärade ja liiklusmustrite jälgimiseks.

6. Tsentraliseeritud seadistuste haldamine

Kasutage tsentraliseeritud seadistuste haldamise süsteemi, et hallata API lüüsi suunamisreegleid ja muid seadistusi. See lihtsustab muudatuste haldamist ja juurutamist mitme API lüüsi instantsi vahel.

7. Versioonimisstrateegia

Rakendage oma API-de jaoks selge versioonimisstrateegia. See võimaldab teil oma API-desse muudatusi sisse viia ilma olemasolevaid kliente rikkumata. Kasutage päisepõhist või teepõhist suunamist päringute suunamiseks oma API-de erinevatele versioonidele.

8. Sujuv degradeerumine

Rakendage sujuva degradeerumise mehhanisme taustateenuste tõrgete käsitlemiseks. Kui taustateenus pole saadaval, peaks API lüüs tagastama kliendile sisuka veateate, selle asemel et kokku joosta.

9. Päringute piiramine ja läbilaskevõime piiramine

Rakendage päringute piiramist ja läbilaskevõime piiramist, et kaitsta taustateenuseid liigse liikluse eest. See aitab vältida teenusetõkestamise rünnakuid ja tagada, et API lüüs jääb reageerivaks.

Kokkuvõte

API lüüsi päringute suunamise meisterlik valdamine on tõhusate, skaleeritavate ja hooldatavate mikroteenuste arhitektuuride ehitamisel ülioluline. Mõistes erinevaid suunamisstrateegiaid, mustreid, seadistusvõimalusi ja parimaid tavasid, saate tõhusalt hallata liiklust oma taustateenustesse ja pakkuda oma klientidele sujuvat kogemust. Kuna mikroteenused arenevad edasi, muutub API lüüsi roll päringute suunamisel ja haldamisel ainult kriitilisemaks. Edu saavutamiseks on oluline ka konkreetsetele nõuetele ja infrastruktuurile sobiva API lüüsi valimine. Pidage meeles, et turvalisus peab olema kõigi suunamisotsuste esirinnas.