Tổng quan về API Gateway

API Gateway là một thành phần kiến trúc phía máy chủ trong hệ thống phần mềm, đóng vai trò trung gian giữa các client(như trình duyệt web, ứng dụng di động, hoặc các dịch vụ khác) và các dịch vụ backend, microservices, hoặc APIs.Bài viết này sẽ giới thiệu cơ bản về api gateway.

Giới thiệu về API Gateway

Mục đích chính của API Gateway là cung cấp một điểm truy cập duy nhất cho các bên ngoài để tiếp cận các dịch vụ và chức năng của hệ thống backend. Nó nhận các yêu cầu từ khách hàng, chuyển tiếp chúng đến microservice phù hợp, và sau đó trả lại phản hồi của máy chủ cho client

API Gateway chịu trách nhiệm cho các tác vụ như định tuyến, xác thực, và giới hạn tỷ lệ yêu cầu. Điều này cho phép các microservices tập trung vào các nhiệm vụ riêng biệt của chúng và cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống.

Sự khác biệt giữa API Gateway và Load Balancer

API Gateway tập trung vào việc định tuyến các yêu cầu đến microservice phù hợp, trong khi Load Balancer tập trung vào việc phân phối các yêu cầu đồng đều giữa một nhóm các máy chủ backend.

Sự khác biệt khác giữa hai loại này là loại yêu cầu mà chúng thường xử lý. API Gateway thường được sử dụng để xử lý các yêu cầu đối với APIs, là các giao diện web cho phép các ứng dụng tương tác với nhau qua internet. Các yêu cầu này thường có một URL cụ thể xác định API mà khách hàng đang cố gắng truy cập, và API Gateway sẽ định tuyến yêu cầu đến microservice phù hợp dựa trên URL này. Ngược lại, Load Balancer thường được sử dụng để xử lý các yêu cầu được gửi đến một địa chỉ IP duy nhất, sau đó phân phối chúng đến một trong nhiều máy chủ backend dựa trên các yếu tố như hiệu suất máy chủ và tính khả dụng.

Sử dụng API Gateway

API Gateway được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong kiến trúc microservice, bao gồm các chức năng sau:

1. Định tuyến(Routing)

API Gateway nhận các yêu cầu từ khách hàng và định tuyến chúng đến microservice phù hợp. Điều này cho phép khách hàng truy cập vào các microservice thông qua một điểm truy cập duy nhất, đơn giản hóa thiết kế hệ thống tổng thể.

2. Giới hạn tỷ lệ và điều chỉnh

Bạn có thể giới hạn tỷ lệ truy cập của khách hàng vào các microservice thông qua API Gateway. Điều này giúp ngăn chặn các cuộc tấn công từ chối dịch vụ và các hành vi độc hại khác.

3. Lưu cache

API Gateway có thể lưu cache các phản hồi(response) từ microservices, giảm số lượng yêu cầu cần phải chuyển tiếp đến các microservices và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.

4. Xác thực và Phân quyền

API Gateway có thể được sử dụng để xác thực khách hàng và thi hành các chính sách kiểm soát quyền truy cập cho các microservices. Điều này giúp đảm bảo rằng chỉ những khách hàng được ủy quyền mới có thể truy cập vào các microservices và ngăn chặn truy cập trái phép.

5. Cân bằng tải

API Gateway có thể phân phối các yêu cầu đến nhiều instance của một microservice, cho phép hệ thống xử lý nhiều yêu cầu hơn và cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng tổng thể.

6. Giám sát

API Gateway có thể thu thập các chỉ số và dữ liệu khác về các yêu cầu và phản hồi, cung cấp cái nhìn quý giá về hiệu suất và hành vi của các microservices. Điều này giúp phát hiện và chẩn đoán các vấn đề, cải thiện độ tin cậy và khả năng phục hồi của hệ thống.

7. Chuyển đổi

API Gateway có thể được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu nhận được từ các microservices thành định dạng thuận tiện hơn cho khách hàng. Điều này có thể bao gồm các tác vụ như chuyển đổi giữa các định dạng dữ liệu khác nhau, chẳng hạn như XML và JSON, hoặc tổng hợp dữ liệu từ nhiều microservices thành một phản hồi duy nhất.

8. Xác thực yêu cầu và phản hồi

API Gateway có thể được sử dụng để xác thực các yêu cầu và phản hồi từ các microservices nhằm đảm bảo chúng tuân theo định dạng và cấu trúc mong đợi. Điều này giúp ngăn ngừa lỗi và đảm bảo rằng các microservices hoạt động đúng cách.

9. Ngắt mạch(Circuit breaker)

API Gateway có thể được sử dụng để triển khai mẫu ngắt mạch, giúp ngăn chặn một microservice bị lỗi làm gián đoạn toàn bộ hệ thống. Cầu dao có thể giám sát sức khỏe của các microservices và tự động chuyển sang dịch vụ dự phòng nếu cần thiết.

10. Service discovery

API Gateway có thể được sử dụng để phát hiện các microservices có sẵn và vị trí của chúng, cho phép khách hàng truy cập mà không cần biết địa chỉ cụ thể. Điều này làm cho việc thêm mới microservices hoặc thay đổi các dịch vụ hiện có trở nên dễ dàng hơn mà không ảnh hưởng đến khách hàng.

11. Phiên bản API

API Gateway có thể quản lý nhiều phiên bản của API, cho phép các nhà phát triển giới thiệu các tính năng mới hoặc thực hiện thay đổi đối với các tính năng hiện có mà không làm gián đoạn các khách hàng hiện tại.

12. Xử lý lỗi

API Gateway có thể cung cấp một cách đồng nhất để xử lý lỗi và tạo phản hồi lỗi cho khách hàng, ngay cả khi các dịch vụ backend không có sẵn hoặc trả về kết quả không mong đợi.

13. Tổng hợp dịch vụ

API Gateway có thể kết hợp các phản hồi từ nhiều dịch vụ backend thành một phản hồi duy nhất cho khách hàng, giảm số lượng yêu cầu mà khách hàng phải thực hiện và đơn giản hóa quy trình tích hợp.

14. Tường lửa ứng dụng web (WAF)

API Gateway có thể tích hợp một Tường lửa ứng dụng web để bảo vệ các dịch vụ backend khỏi các mối đe dọa web phổ biến, như tấn công SQL injection, cross-site scripting (XSS), hoặc tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS).

15. Tài liệu API

API Gateway có thể tạo và phục vụ tài liệu API dựa trên định dạng tiêu chuẩn, chẳng hạn như Swagger hoặc OpenAPI, giúp các nhà phát triển dễ dàng hiểu và sử dụng các API.

16. Tóm tắt

API Gateway đơn giản hóa việc phát triển và quản lý các API bằng cách tập trung hóa các tác vụ chung và cung cấp một giao diện thống nhất để khách hàng truy cập các dịch vụ backend. Nó nâng cao hiệu suất, bảo mật và khả năng mở rộng của các ứng dụng hiện đại bằng cách chuyển nhiều trách nhiệm từ các dịch vụ backend sang chính API Gateway.

Ưu điểm của việc sử dụng API Gateway

Sử dụng API Gateway trong hệ thống phần mềm mang lại nhiều lợi ích giúp đơn giản hóa quy trình phát triển, nâng cao hiệu suất và cải thiện bảo mật. Dưới đây là các lợi ích chính của việc sử dụng API Gateway:

1. Cải thiện hiệu suất

API Gateway có thể lưu cache các phản hồi, giới hạn tỷ lệ yêu cầu và tối ưu hóa giao tiếp giữa khách hàng và các dịch vụ backend, dẫn đến hiệu suất cải thiện và giảm độ trễ cho người dùng cuối.

2. Đơn giản hóa thiết kế hệ thống

API Gateway cung cấp một điểm truy cập duy nhất cho tất cả các yêu cầu API, giúp dễ dàng quản lý, giám sát và bảo trì các API trên nhiều dịch vụ backend. Điều này đơn giản hóa quy trình phát triển và triển khai, đồng thời giảm độ phức tạp của hệ thống tổng thể.

3. Tăng cường bảo mật

API Gateway có thể thi hành các chính sách xác thực và phân quyền, giúp bảo vệ các dịch vụ backend khỏi truy cập hoặc lạm dụng trái phép. Bằng cách xử lý bảo mật ở cấp độ gateway, các nhà phát triển có thể tập trung vào việc triển khai logic nghiệp vụ chính trong các dịch vụ mà không phải lo lắng về việc triển khai các biện pháp bảo mật cho từng dịch vụ riêng lẻ.

4. Cải thiện khả năng mở rộng

API Gateway có thể phân phối các yêu cầu đến nhiều instance của một microservice, cho phép hệ thống mở rộng dễ dàng hơn và xử lý số lượng yêu cầu lớn hơn.

5. Giám sát và hiển thị tốt hơn

API Gateway có thể thu thập các chỉ số và dữ liệu khác về các yêu cầu và phản hồi, cung cấp cái nhìn quý giá về hiệu suất và hành vi của hệ thống. Điều này giúp phát hiện và chẩn đoán các vấn đề, và cải thiện độ tin cậy và khả năng phục hồi của hệ thống.

6. Đơn giản hóa tích hợp khách hàng

Bằng cách cung cấp một giao diện nhất quán và thống nhất cho khách hàng để truy cập nhiều dịch vụ backend, API Gateway đơn giản hóa phát triển phía khách hàng và giảm nhu cầu khách hàng phải quản lý các tương tác dịch vụ phức tạp.

7. Chuyển đổi giao thức và định dạng dữ liệu

API Gateway có thể chuyển đổi các yêu cầu và phản hồi giữa các giao thức khác nhau (ví dụ, HTTP sang gRPC) hoặc các định dạng dữ liệu (ví dụ, JSON sang XML), cho phép linh hoạt hơn trong việc giao tiếp giữa khách hàng và dịch vụ và làm nhẹ quy trình tích hợp.

8. Quản lý phiên bản API và khả năng tương thích ngược

API Gateway có thể quản lý nhiều phiên bản của một API, cho phép các nhà phát triển giới thiệu các tính năng mới hoặc thực hiện thay đổi mà không làm gián đoạn các khách hàng hiện có. Điều này giúp chuyển đổi cho khách hàng một cách suôn sẻ và giảm rủi ro ngắt quãng dịch vụ.

9. Xử lý lỗi nâng cao

API Gateway có thể cung cấp một cách đồng nhất để xử lý lỗi và tạo phản hồi lỗi, cải thiện trải nghiệm người dùng và giúp dễ dàng chẩn đoán và khắc phục sự cố.

10. Cân bằng tải và khả năng chịu lỗi

API Gateway có thể phân phối lưu lượng đến đều giữa nhiều instance của một dịch vụ backend, cải thiện hiệu suất và khả năng chịu lỗi. Điều này giúp đảm bảo rằng hệ thống vẫn phản hồi và có sẵn ngay cả khi các dịch vụ hoặc instance riêng lẻ gặp lỗi hoặc bị quá tải.

Nhược điểm của việc sử dụng API Gateway

Mặc dù API Gateway mang lại nhiều lợi ích, vẫn có một số nhược điểm tiềm ẩn cần cân nhắc khi quyết định có sử dụng nó trong hệ thống phần mềm của bạn hay không:

1. Độ phức tạp thêm

Việc đưa vào API Gateway làm tăng thêm một lớp độ phức tạp cho kiến trúc của bạn. Các nhà phát triển cần hiểu và quản lý thành phần bổ sung này, điều này có thể yêu cầu kiến thức, kỹ năng và công cụ bổ sung.

2. Điểm lỗi duy nhất

Nếu không được cấu hình đúng, API Gateway có thể trở thành điểm lỗi duy nhất trong hệ thống của bạn. Nếu gateway gặp sự cố hoặc vấn đề về hiệu suất, nó có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Điều quan trọng là đảm bảo tính dư thừa, khả năng mở rộng và khả năng chịu lỗi khi triển khai API Gateway.

3. Độ trễ

API Gateway thêm một bước trung gian trong đường dẫn yêu cầu-phản hồi, điều này có thể gây ra một số độ trễ, đặc biệt nếu gateway phải thực hiện các tác vụ phức tạp như chuyển đổi yêu cầu/phản hồi hoặc xác thực. Tuy nhiên, tác động thường là tối thiểu và có thể được giảm thiểu thông qua tối ưu hóa hiệu suất, lưu cache và cân bằng tải.

4. Phụ thuộc vào nhà cung cấp

Nếu bạn sử dụng dịch vụ API Gateway được quản lý bởi một nhà cung cấp đám mây hoặc nhà cung cấp cụ thể, bạn có thể trở nên phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng, mức giá và tập hợp tính năng của họ. Điều này có thể làm cho việc di chuyển các API của bạn đến nhà cung cấp hoặc nền tảng khác trong tương lai trở nên khó khăn hơn.

5. Chi phí

Vận hành một API Gateway, đặc biệt trong các tình huống có lưu lượng cao, có thể làm tăng tổng chi phí cơ sở hạ tầng của bạn. Điều này có thể bao gồm chi phí lưu trữ, cấp phép, hoặc sử dụng dịch vụ API Gateway được quản lý từ các nhà cung cấp đám mây.

6. Khối lượng bảo trì

API Gateway yêu cầu giám sát, bảo trì và cập nhật định kỳ để đảm bảo tính bảo mật và độ tin cậy của nó. Điều này có thể làm tăng khối lượng công việc cho đội ngũ phát triển của bạn, đặc biệt nếu bạn tự lưu trữ và quản lý API Gateway của riêng mình.

7. Độ phức tạp cấu hình

API Gateways thường đi kèm với nhiều tính năng và tùy chọn cấu hình. Việc thiết lập và quản lý các cấu hình này có thể phức tạp và tốn thời gian, đặc biệt khi xử lý nhiều môi trường hoặc triển khai quy mô lớn.

Tóm tắt

Mặc dù có những nhược điểm tiềm ẩn, lợi ích của việc sử dụng API Gateway thường vượt trội hơn các hạn chế cho nhiều ứng dụng, đặc biệt là các ứng dụng có kiến trúc dựa trên microservices hoặc cần quản lý API tập trung. Điều quan trọng là cân nhắc kỹ lưỡng các yêu cầu cụ thể của ứng dụng của bạn và so sánh giữa ưu điểm và nhược điểm trước khi quyết định có sử dụng API Gateway trong hệ thống của bạn hay không.

Eminel Insights