API网关

API网关的作用

提供统一的入口来访问内部的API，隔离外部访问与内部系统。集成了非业务性的功能（安全检查、频次限制、API监控、日志上报等），API生命周期管理、请求的转发
、合成、协议转换、服务发现等多种功能。

API网关的职能

请求接入
作为所有API接口服务请求的接入点，管理所有的接入请求
业务聚合
作为所有后端业务服务的聚合点，所有的业务服务都可以在这里被调用
中介策略
实现安全、验证、路由、过滤、流控、缓存等策略，进行一些必要的中介处理
统一管理
提供配置管理工具，对所有API服务的调用生命周期和相应的中介策略进行统一管理

网关分类与功能

流量网关（关注稳定与安全）

全局性流控
日志统计
防止SQL注入
防止Web攻击
屏蔽工具扫描
黑白IP名单
证书/加解密处理

提供更好的服务

服务级别的流控
服务降级与熔断
路由与负载均衡、灰度策略
服务过滤、聚合与发现
权限验证与用户等级策略
业务规则与参数校验
多级缓存策略

API网关需要考虑的因素

性能问题
作为流量入口，所有请求经由网关，对请求进行检查及决策，通过验证后进行反向代理转发到后端的server进行处理。这对性能要求特别高，尤其针对互联网中海量的用户
要与后端交互，如果不能保证性能，就只能通过堆机器来水平扩容，无疑会加大投入的设备成本。目前业务已有不少高性能方案：在JVM上，基于NIO框架的Spring Cloud Zuul、
构建在Node.js事件循环，回调机制的IBM、有给予Openresty事件驱动型、协程的KONG，ORANGE、也有基于事件驱动型、协程的Tyk。
高可用
API网关不可用将会是致命的影响，要通过冗余部署、自愈、多维度监控告警，确保API网关7*24小时的稳定运行
扩展性
API网关是业务性比较强的一个组件，如报文的转换、认证、验证等, 所以它提供了一个脚本架，业务可以自行去扩展及变动
服务发现
后端服务的IP存在很大的变动性，尤其是微服务化后应用基于docker,对获取服务的位置提出了挑战
服务调用
支持进程间同步及异步的通信模块，可根据后端server情况支持所需要的通信机制

API网关方案

Nginx+Lua
Nginx 一个高性能的HTTP和反向代理服务器。
Nginx基本功能：
- 静态web资源服务器，能够缓存打开的文件描述符
- 支持http/imap/pop3/smtp的反向代理，支持缓存、负载均衡
- 支持fastcgi(fpm)
- 模块化，非DSO机制，支持过滤器zip压缩，SSI以及图像大小调整
- 支持SSL

Nginx通过插件的扩展功能:

基于名称和IP的虚拟主机
支持keepalive的保持机制
支持平滑升级
定制访问日志、支持使用日志缓存区提高日志存储性能
支持url rewrite
支持路径别名（root或alias）
支持基于IP及用户的访问控制
支持传输速率限制，并发限制

Nginx在性能和高可用性上的表现：
Nginx性能极高，Nginx先天的事件驱动型设计、全异步的网络I/O处理机制、极少的进程间切换以及许多优化设计，都使得Nginx天生善于处理高并发压力下的互联网请求。
Nginx的稳定性也在各大网站得到验证。官方提供的常用模块都非常稳定，每个worker进程相对独立，master进程在1个worker进程出错时可以快速“拉起”新的worker子进程提供服务。
支持热部署，可以不停机更新配置文件、更新日志文件、更新服务器程序版本。

Nginx的扩展性：
Nginx的设计极具扩展性，它完全是由多个不同功能、不同层次、不同类型且耦合度极低的模块组成。因此，当对某一个模块修复Bug或进行升级时，可以专注于模块自身，无须在意其他。

Nginx的易用性：
Nginx使用最自由的BSD许可协议，允许用户在自己的项目中直接使用或修改Nginx源码，有大量的插件可以利用。但是，Nginx模块需要用C开发，而且必须符合一系列复杂的规则。虽然通过第三方模块，
可以支持Nginx与Perl、Lua等脚本语言集成工作，但对使用者的要求还是很高。

Nginx可以说是一款能够工业化API网关，在国内的很多互联网公司，例如阿里、新浪等都得到很好的应用。

SpringCloud Zuul
Zuul Netflix公司开源的一个API网关组件。提供了认证&鉴权、限流、动态路由、监控、弹性、安全、负载、均衡、协助单点压测、静态响应等边缘服务的框架。

Zuul的基本功能

验证与安全保障：识别面向各类资源的验证要求并拒绝那些与要求不负的请求。
审查与监控：在边缘位置追踪有意义数据及统计结果，从而为我们带来准确的生产状态结论。
动态路由：以动态方式根据需要将请求路由至不同后端集群处。
压力测试: 逐渐增加指向集群的负载流量，从而计算性能水平。
负载分配: 为每一种负载类型分配对应容量，并弃用超出限定值的请求。
静态响应处理: 在边缘位置直接建立部分响应，从而避免其流入内部集群。
Netflix公司还利用Zuul的功能通过金丝雀版本实现精确路由与压力测试。
虽然提供的功能还算丰富，但都比较弱，很难满足高要求的场景。

Zuul在性能和高可用性上的表现
Zuul处理每个请求的方式是针对每个请求是用一个线程来处理。通常情况下，为了提高性能，所有请求会被放到处理队列中，从线程池中选取空闲线程来处理该请求。
2016年底，Netflix将它们的网关服务Zuul进行了升级，全新的Zuul 2将HTTP请求的处理方式从同步变成了异步，以提升其处理性能。

Zuul的扩展性
在Zuul的架构图上可以看出，Zuul更像一个过滤器框架，其自身的路由、日志、反向代理、ddos预防等功能都是通过过滤器来实现的。提供PRE、ROUTING、POST和ERROR四个扩展点，
可以很容易的添加自定义的过滤器。

Zuul的易用性：
Zuul的搭建非常简便，使用和配置也很简单。Zuul的开源社区比较活跃，一直在更新状态，但版本不算太稳定，在使用的过程中，还有一些坑要踩。例如重定向问题、异常处理问题，
还没有解决的很好，需要自己重写一些filter。

Kong
Kong是Mashape提供的一款API管理软件，它本身是基于Ngnix+lua的，但比nginx提供了更简单的配置方式，数据采用了 ApacheCassandra/PostgreSQL存储，并且提供了一些优秀的插件，
比如验证，日志，调用频次限制等。

Kong的一个非常诱人的地方就是提供了大量的插件来扩展应用，通过设置不同的插件可以为服务提供各种增强的功能。Kong默认插件插件包括：

身份认证：Kong提供了Basic Authentication、Key authentication、OAuth2.0authentication、HMAC authentication、JWT、LDAP authentication认证实现。
安全：ACL（访问控制）、CORS（跨域资源共享）、动态SSL、IP限制、爬虫检测实现。
流量控制：请求限流（基于请求计数限流）、上游响应限流（根据upstream响应计数限流）、请求大小限制。限流支持本地、Redis和集群限流模式。
分析监控：Galileo（记录请求和响应数据，实现API分析）、Datadog（记录API Metric如请求次数、请求大小、响应状态和延迟，可视化API Metric）、
Runscope（记录请求和响应数据，实现API性能测试和监控）
转换：请求转换、响应转换

Kong本身也是基于Nginx的，所以在性能和稳定性上都没有问题。Kong作为一款商业软件，在Nginx上做了很扩展工作，而且还有很多付费的商业插件。Kong本身也有付费的企业版，其中包括技术支持、使用培训服务以及API 分析插件。

Nginx适合有较强研发团队，自主开发企业自己的API网关。Kong适合于没有自身研发团队，但需要拥有企业级API网关能力的公司。