本文从百亿流量交易系统微服务网关（API Gateway）的现状和面临的问题出发，阐述微服务架构与 API 网关的关系，理顺流量网关与业务网关的脉络，分享API网关知识与经验。

API网关概述

“计算机科学领域的任何问题都可以通过增加一个间接的中间层来解决。”

——David Wheeler

分布式服务架构、微服务架构与 API 网关

1. 什么是API网关（API Gateway）

其实，网关跟面向服务架构（Service Oriented Architecture，SOA）和微服务架构（MicroServicesArchitecture，MSA）有很深的渊源。

十多年以前，银行等金融机构完成全国业务系统大集中以后，分散的系统都变得集中，也带来了各种问题：业务发展过快如何应对，对接系统过多如何集成和管理。为了解决这些问题，业界实现了作用于渠道与业务系统之间的中间层网关，即综合前置系统，由其适配各类渠道和业务，处理各种协议接入、路由与报文转换、同步异步调用等操作，如图7-1所示。

图7-1

人们基于SOA的理念，在综合前置的基础上，进一步增加了服务的元数据管理、注册、中介、编排、治理等功能，逐渐形成了企业服务总线（ESB，EnterpriseService Bus）。例如普元公司推出的PrimetonESB就是一个由本书作者之一参与开发的总线系统，如图7-2所示。

图7-2

面向服务架构（SOA）是一种建设企业IT生态系统的架构指导思想。SOA的关注点是服务，服务最基本的业务功能单元由平台中立性的接口契约来定义。通过将业务系统服务化，可以将不同模块解耦，各种异构系统间可以轻松实现服务调用、消息交换和资源共享。不同于以往的孤立业务系统，SOA强调整个企业IT生态环境是一个大的整体。整个IT生态中的所有业务服务构成了企业的核心IT资源。各个系统的业务拆解为不同粒度和层次的模块和服务，服务可以组装到更大的粒度，不同来源的服务可以编排到同一个处理流程中，实现非常复杂的集成场景和更加丰富的业务功能。

SOA从更高的层次对整个企业IT生态进行统一的设计与管理，应用软件被划分为具有不同功能的服务单元，并通过标准的软件接口把这些服务联系起来，以SOA架构实现的企业应用可以更灵活快速地响应企业的业务变化，实现新旧软件资产的整合和复用，降低软件整体拥有成本。

当然基于ESB这种集中式管理的SOA方案也存在种种问题，特别是在面向互联网技术领域的爆发式发展的情况下。

2. 分布式服务架构、微服务架构与API网关

近年来，随着互联网技术的飞速发展，为了解决以ESB为代表的集中式管理的SOA方案的种种问题，以Apache Dubbo（2011年开源后）与Spring Cloud为代表的分布式服务化技术的出现，给了SOA实现的另外一个选择：去中心化的分布式服务架构（DSA）。分布式服务架构技术不再依赖于具体的服务中心容器技术（比如ESB），而是将服务寻址和调用完全分开，这样就不需要通过容器作为服务代理。

之后又在此基础上随着REST、Docker容器化、领域建模、自动化测试运维等领域的发展，逐渐形成了微服务架构（MSA）。在微服务架构里，服务的粒度被进一步细分，各个业务服务可以被独立地设计、开发、测试、部署和管理。这时，各个独立部署单元可以选择不同的开发测试团队维护，可以使用不同的编程语言和技术平台进行设计，但是要求必须使用一种语言和平台无关的服务协议作为各个单元之间的通信方式，如图7-3所示。

图7-3

在微服务架构中，由于系统和服务的细分，导致系统结构变得非常复杂，RESTAPI由于其简单、高效、跨平台、易开发、易测试、易集成，成为不二选择。此时一个类似综合前置的系统就产生了，这就是API网关（API Gateway）。API网关作为分散在各个业务系统微服务的API聚合点和统一接入点，外部请求通过访问这个接入点，即可访问内部所有的REST API服务。

跟SOA/ESB类似，企业内部向外暴露的所有业务服务能力，都可以通过API网关上管理的API服务得以体现，所以API网关上也就聚合了企业所有直接对外提供的IT业务能力。

3. API网关的技术趋势

Spring Cloud和SOA非常火，MSA、gRPC、Gateway都有着非常高的关注度，通过GitHub的搜索来看，Gateway类型的项目也非常热门。

从https://github.com/search?o=desc&p=1&q=gateway&s=stars&type=Repositories上可以看到，前10页的100个项目，使用Go语言实现的Gateway差不多占一半，从语言分类上来看：Go>Node.js/JavaScript>Java>Lua>C/C++>PHP>Python/Ruby/Perl。

API网关的定义、职能与关注点

1. API网关的定义

网关的角色是作为一个API架构，用来保护、增强和控制对于API服务的访问（The role of a Gateway in anAPI architecture is to protect, enrich and control access to API services.）。

引用自https://github.com/strongloop/microgateway。

API网关是一个处于应用程序或服务（提供REST API接口服务）之前的系统，用来管理授权、访问控制和流量限制等，这样REST API接口服务就被API网关保护起来，对所有的调用者透明。因此，隐藏在API网关后面的业务系统就可以专注于创建和管理服务，而不用去处理这些策略性的基础设施。

这样，网关系统就可以代理业务系统的业务服务API。此时网关接收外部其他系统的服务调用请求，也需要访问后端的实际业务服务。在接收请求的同时，可以实现安全相关的系统保护措施。在访问后端业务服务的时候，可以根据相关的请求信息做出判断，路由到特定的业务服务上，或者调用多个服务后聚合成新的数据返回给调用方。网关系统也可以把请求的数据做一些过滤和预处理，同理也可以把返回给调用者的数据做一些过滤和预处理，即根据需要对请求头/响应头、请求报文/响应报文做一些修改。如果不做这些额外的处理，则简单直接代理服务API功能，我们称之为透传。

同时，由于REST API的语言无关性，基于API网关，后端服务可以是任何异构系统，不论Java、.NET、Python，还是PHP、ROR、Node.js等，只要支持REST API，就可以被API网关管理起来。