Passerelle API : Maîtriser le routage des requêtes pour les architectures microservices

Dans le monde des microservices, une passerelle API (API Gateway) sert de point d'entrée unique pour toutes les requêtes des clients. Sa responsabilité principale est de router ces requêtes de manière efficace et sécurisée vers les services backend appropriés. Un routage de requêtes efficace est crucial pour atteindre des performances, une évolutivité et une maintenabilité optimales dans une architecture microservices. Ce guide complet explore les subtilités du routage des requêtes par une passerelle API, en couvrant diverses stratégies, modèles, options de configuration et meilleures pratiques.

Comprendre le routage des requêtes par une passerelle API

Le routage de requêtes est le processus qui consiste à diriger les requêtes entrantes vers le service backend correct en fonction de certains critères. Ce processus implique l'analyse de la requête (par exemple, la méthode HTTP, le chemin, les en-têtes, les paramètres de requête) et l'application de règles prédéfinies pour déterminer le service cible. La passerelle API agit souvent comme un proxy inverse, protégeant l'architecture microservice interne du monde extérieur.

Concepts clés

• Règles de routage : Définissent la correspondance entre les requêtes entrantes et les services backend. Ces règles sont généralement basées sur des attributs de la requête tels que le chemin de l'URL, la méthode HTTP ou les en-têtes.
• Découverte de services : Le mécanisme par lequel la passerelle API localise les instances disponibles d'un service backend. La découverte de services est essentielle dans les environnements dynamiques où des instances de service peuvent être ajoutées ou supprimées fréquemment.
• Répartition de charge : Distribuer les requêtes entrantes sur plusieurs instances d'un service backend pour éviter la surcharge et garantir une haute disponibilité.
• Gestion du trafic : Contrôler le flux de trafic vers différentes versions ou instances d'un service, permettant les déploiements canary et les tests A/B.
• Sécurité : Mécanismes d'authentification et d'autorisation pour garantir que seuls les clients autorisés peuvent accéder aux services protégés.

Stratégies de routage des requêtes

Plusieurs stratégies peuvent être employées pour le routage des requêtes dans une passerelle API, chacune avec ses propres avantages et inconvénients. Le choix de la bonne stratégie dépend des exigences spécifiques de l'application et de la complexité de l'architecture microservices.

1. Routage basé sur le chemin

C'est la stratégie de routage la plus courante et la plus simple. Les requêtes sont routées en fonction du chemin de l'URL. Par exemple, les requêtes vers /users peuvent être routées vers le service `users`, tandis que les requêtes vers /products sont routées vers le service `products`.

Exemple :

Prenons une plateforme de e-commerce. Les requêtes vers /api/v1/products pourraient être routées vers un microservice de catalogue de produits, tandis que les requêtes vers /api/v1/orders sont routées vers un microservice de gestion des commandes. Cela permet une séparation claire des préoccupations et une gestion plus facile des services individuels.

Configuration :

De nombreuses plateformes de passerelle API vous permettent de configurer le routage basé sur le chemin en utilisant une simple correspondance de modèles (pattern matching). Par exemple, dans Kong, vous pouvez définir une route qui correspond aux requêtes avec un chemin spécifique et les transmet à un service particulier.

Avantages :

• Simple à mettre en œuvre et à comprendre.
• Facile à configurer et à maintenir.
• Adapté aux scénarios de routage de base.

Inconvénients :

• Peut devenir complexe avec un grand nombre de services.
• Flexibilité limitée pour le routage basé sur des critères plus complexes.

2. Routage basé sur l'en-tête

Les requêtes sont routées en fonction de la valeur d'en-têtes HTTP spécifiques. Ceci est utile pour mettre en œuvre des fonctionnalités telles que la négociation de contenu (par exemple, le routage basé sur l'en-tête `Accept`) ou le versioning (par exemple, le routage basé sur un en-tête personnalisé `API-Version`).

Exemple :

Imaginez que vous ayez deux versions de votre service `products` (v1 et v2). Vous pouvez utiliser un en-tête personnalisé, tel que `X-API-Version`, pour router les requêtes vers la version appropriée. Une requête avec `X-API-Version: v1` serait routée vers le service v1, tandis qu'une requête avec `X-API-Version: v2` serait routée vers le service v2. C'est précieux pour les déploiements progressifs et les tests A/B.

Configuration :

La plupart des passerelles API vous permettent de définir des règles de routage basées sur les valeurs d'en-tête. Vous pouvez spécifier le nom de l'en-tête et la valeur attendue pour la correspondance. Par exemple, dans Azure API Management, vous pouvez utiliser des politiques pour inspecter les valeurs d'en-tête et router la requête en conséquence.

Avantages :

• Offre plus de flexibilité que le routage basé sur le chemin.
• Permet la négociation de contenu et le versioning.

Inconvénients :

• Peut être plus complexe à configurer que le routage basé sur le chemin.
• Nécessite que les clients incluent des en-têtes spécifiques dans leurs requêtes.

3. Routage basé sur les paramètres de requête

Les requêtes sont routées en fonction de la valeur des paramètres de requête dans l'URL. Ceci est utile pour le routage basé sur des critères spécifiques transmis dans la requête, tels que l'ID client ou la catégorie de produit.

Exemple :

Prenons un scénario où vous souhaitez router des requêtes vers différents services backend en fonction de la localisation géographique du client. Vous pouvez utiliser un paramètre de requête, tel que `region`, pour spécifier la région. Les requêtes avec /products?region=eu pourraient être routées vers un service de catalogue de produits en Europe, tandis que les requêtes avec /products?region=us sont routées vers un service aux États-Unis. Cela aide à optimiser les performances et la conformité pour les utilisateurs mondiaux.

Configuration :

Les passerelles API fournissent généralement des mécanismes pour extraire les paramètres de requête de l'URL et les utiliser dans les règles de routage. Dans Google Cloud API Gateway, vous pouvez définir des règles de routage basées sur les valeurs des paramètres de requête en utilisant la configuration du service.

Avantages :

• Permet un routage basé sur des critères dynamiques.
• Utile pour la mise en œuvre de fonctionnalités telles que le routage régional.

Inconvénients :

• Peut rendre les URL plus complexes et plus difficiles à lire.
• Nécessite que les clients incluent des paramètres de requête spécifiques dans leurs requêtes.

4. Routage basé sur la méthode

Les requêtes sont routées en fonction de la méthode HTTP (par exemple, GET, POST, PUT, DELETE). Ceci est souvent utilisé en conjonction avec le routage basé sur le chemin pour fournir une API RESTful.

Exemple :

Vous pourriez router GET /users vers un service qui récupère les informations utilisateur, POST /users vers un service qui crée un nouvel utilisateur, PUT /users/{id} vers un service qui met à jour un utilisateur, et DELETE /users/{id} vers un service qui supprime un utilisateur. Cela tire parti des verbes HTTP standard pour une conception d'API claire et cohérente.

Configuration :

Les passerelles API prennent généralement en charge le routage basé sur les méthodes HTTP. Vous pouvez définir des routes distinctes pour chaque méthode pour un chemin donné. AWS API Gateway vous permet de configurer différentes intégrations pour chaque méthode HTTP sur une ressource.

Avantages :

• Permet une conception d'API RESTful.
• Séparation claire des préoccupations basée sur les méthodes HTTP.

Inconvénients :

• Nécessite une bonne compréhension des méthodes HTTP.

5. Routage basé sur le contenu

Les requêtes sont routées en fonction du contenu du corps de la requête. Ceci est utile pour le routage basé sur des critères complexes ou lorsque la décision de routage dépend des données envoyées dans la requête. Cela peut être particulièrement utile avec les implémentations GraphQL où la requête elle-même pilote le routage.

Exemple :

Prenons un scénario où vous avez plusieurs services backend qui gèrent différents types de documents. Vous pouvez inspecter le corps de la requête pour déterminer le type de document et router la requête vers le service approprié. Par exemple, si le corps de la requête contient une charge utile JSON avec un champ `documentType: 'invoice'`, vous pouvez router la requête vers le service de traitement des factures. Pour les entreprises mondiales, les factures peuvent avoir des différences régionales (par exemple, les règles de TVA), donc le contenu pourrait également identifier le pays pour router en conséquence.

Configuration :

Le routage basé sur le contenu nécessite généralement une configuration plus sophistiquée que les autres stratégies de routage. Vous pourriez avoir besoin d'utiliser des scripts ou du code personnalisé pour inspecter le corps de la requête et prendre des décisions de routage. Tyk API Gateway offre des fonctionnalités de transformation de requêtes et de scripting, qui peuvent être utilisées pour le routage basé sur le contenu.

Avantages :

• Offre la plus grande flexibilité dans les décisions de routage.
• Permet un routage basé sur des critères complexes.

Inconvénients :

• Peut être le plus complexe à mettre en œuvre et à configurer.
• Peut nécessiter du code personnalisé ou des scripts.
• Peut avoir un impact sur les performances en raison de la nécessité d'inspecter le corps de la requête.

Modèles de routage des requêtes

Plusieurs modèles établis peuvent être appliqués pour améliorer le routage des requêtes et l'architecture globale d'un système de microservices.

1. Agrégation

La passerelle API agrège les réponses de plusieurs services backend en une seule réponse pour le client. Cela réduit le nombre d'allers-retours nécessaires et simplifie l'expérience client.

Exemple :

Lorsqu'un client demande un profil utilisateur, la passerelle API peut avoir besoin de récupérer des données du service `users`, du service `profiles` et du service `addresses`. La passerelle API agrège les réponses de ces services en une seule réponse de profil utilisateur, qui est ensuite retournée au client. Ce modèle améliore les performances et réduit la complexité de l'application cliente.

2. Transformation

La passerelle API transforme les requêtes et les réponses entre le client et les services backend. Cela permet au client d'utiliser une API différente de celle exposée par les services backend, découplant le client de l'architecture interne.

Exemple :

Le client peut envoyer une requête avec un format de données ou une convention de nommage spécifique. La passerelle API transforme la requête en un format que le service backend comprend. De même, la passerelle API transforme la réponse du service backend en un format que le client attend. Ce modèle permet une plus grande flexibilité et adaptabilité dans l'architecture microservices.

3. Enchaînement

La passerelle API route une requête vers plusieurs services backend de manière séquentielle. Chaque service effectue une tâche spécifique et transmet le résultat au service suivant dans la chaîne.

Exemple :

Lors du traitement d'une commande, la passerelle API peut d'abord router la requête vers le service de `validation de commande`, puis vers le service de `traitement des paiements`, et enfin vers le service de `gestion des commandes`. Chaque service effectue une tâche spécifique et transmet la commande au service suivant dans la chaîne. Ce modèle permet de mettre en œuvre des processus métier complexes de manière modulaire et évolutive.

4. Branchement

La passerelle API route une requête vers différents services backend en fonction de certaines conditions. Cela permet d'implémenter une logique métier différente en fonction du contexte de la requête.

Exemple :

En fonction de la localisation de l'utilisateur, la passerelle API peut router la requête vers un service de tarification différent. Les utilisateurs en Europe peuvent être routés vers un service qui applique la TVA, tandis que les utilisateurs aux États-Unis sont routés vers un service qui ne l'applique pas. Cela permet d'adapter la logique métier à des régions ou des segments de clientèle spécifiques.

Options de configuration

La configuration du routage des requêtes dans une passerelle API implique généralement la définition de routes, de services et de politiques. Les options de configuration spécifiques varient en fonction de la plateforme de passerelle API utilisée.

1. Définition de la route

Une route définit la correspondance entre les requêtes entrantes et les services backend. Elle inclut généralement les informations suivantes :

• Chemin : Le chemin de l'URL à faire correspondre.
• Méthodes : Les méthodes HTTP à faire correspondre (par exemple, GET, POST, PUT, DELETE).
• En-têtes : Les en-têtes à faire correspondre.
• Paramètres de requête : Les paramètres de requête à faire correspondre.
• Service : Le service backend vers lequel router la requête.

2. Définition du service

Un service représente un service backend vers lequel la passerelle API peut router les requêtes. Il inclut généralement les informations suivantes :

• URL : L'URL du service backend.
• Vérification de santé (Health Check) : Le point de terminaison pour vérifier la santé du service backend.
• Répartition de charge : L'algorithme de répartition de charge à utiliser.

3. Politiques

Les politiques sont utilisées pour appliquer une logique spécifique aux requêtes et aux réponses. Elles peuvent être utilisées pour l'authentification, l'autorisation, la limitation de débit, la transformation des requêtes et la transformation des réponses.

Choisir une passerelle API

Plusieurs solutions de passerelle API sont disponibles, chacune avec ses propres forces et faiblesses. Le choix de la passerelle API dépend des exigences spécifiques de l'application et de l'environnement d'infrastructure.

Solutions de passerelle API populaires

• Kong : Une passerelle API open-source construite sur Nginx. Elle est très extensible et prend en charge un large éventail de plugins.
• Tyk : Une passerelle API open-source axée sur la gestion des API et l'analytique.
• Apigee : Une plateforme commerciale de gestion d'API qui offre une large gamme de fonctionnalités, y compris la passerelle API, l'analytique et un portail pour les développeurs.
• AWS API Gateway : Un service de passerelle API entièrement géré fourni par Amazon Web Services.
• Azure API Management : Un service de passerelle API entièrement géré fourni par Microsoft Azure.
• Google Cloud API Gateway : Un service de passerelle API entièrement géré fourni par Google Cloud Platform.

Meilleures pratiques pour le routage des requêtes

Le respect des meilleures pratiques pour le routage des requêtes peut améliorer considérablement les performances, l'évolutivité et la maintenabilité d'une architecture microservices.

1. Gardez des règles de routage simples

Évitez les règles de routage trop complexes qui sont difficiles à comprendre et à maintenir. Des règles plus simples sont plus faciles à dépanner et moins sujettes aux erreurs.

2. Utilisez la découverte de services

Tirez parti de la découverte de services pour localiser dynamiquement les services backend. Cela garantit que la passerelle API peut toujours router les requêtes vers les instances disponibles, même lorsque les services sont mis à l'échelle ou redéployés.

3. Mettez en œuvre la répartition de charge

Distribuez les requêtes entrantes sur plusieurs instances de services backend pour éviter la surcharge et garantir une haute disponibilité. Utilisez un algorithme de répartition de charge adapté aux besoins de l'application (par exemple, round robin, least connections).

4. Sécurisez votre passerelle API

Mettez en œuvre des mécanismes d'authentification et d'autorisation pour protéger les services backend contre les accès non autorisés. Utilisez des protocoles de sécurité standard de l'industrie tels que OAuth 2.0 et JWT.

5. Surveillez et analysez les performances de routage

Surveillez les performances de la passerelle API et des services backend pour identifier les goulots d'étranglement et optimiser les règles de routage. Utilisez des outils d'analyse pour suivre la latence des requêtes, les taux d'erreur et les modèles de trafic.

6. Gestion centralisée de la configuration

Utilisez un système de gestion de configuration centralisé pour gérer les règles de routage et les autres configurations de la passerelle API. Cela simplifie la gestion et le déploiement des modifications sur plusieurs instances de passerelle API.

7. Stratégie de versioning

Mettez en œuvre une stratégie de versioning claire pour vos API. Cela vous permet d'introduire des modifications à vos API sans casser les clients existants. Utilisez le routage basé sur l'en-tête ou le chemin pour router les requêtes vers différentes versions de vos API.

8. Dégradation gracieuse

Mettez en œuvre des mécanismes de dégradation gracieuse pour gérer les pannes des services backend. Si un service backend n'est pas disponible, la passerelle API doit retourner un message d'erreur significatif au client au lieu de planter.

9. Limitation de débit et régulation (Throttling)

Mettez en œuvre la limitation de débit et la régulation pour protéger les services backend d'un trafic excessif. Cela peut aider à prévenir les attaques par déni de service et à garantir que la passerelle API reste réactive.

Conclusion

Maîtriser le routage des requêtes par une passerelle API est crucial pour construire des architectures microservices efficaces, évolutives et maintenables. En comprenant les différentes stratégies de routage, les modèles, les options de configuration et les meilleures pratiques, vous pouvez gérer efficacement le trafic vers vos services backend et offrir une expérience transparente à vos clients. À mesure que les microservices continuent d'évoluer, le rôle de la passerelle API dans le routage et la gestion des requêtes ne fera que devenir plus critique. La sélection de la passerelle API appropriée pour les exigences spécifiques et l'infrastructure est également cruciale pour le succès. N'oubliez pas de garder la sécurité au premier plan de toutes les décisions de routage.