使用Node.js搭建一个API网关(助力微服务)

外部客户端访问微服务架构中的服务时&＃xff0c;服务端会对认证和传输有一些常见的要求。API 网关提供共享层来处理服务协议之间的差异&＃xff0c;并满足特定客户端&＃xff08;如桌面浏览器、移动设备和老系统&＃xff09;的要求。

微服务和消费者

微服务是面向服务的架构&＃xff0c;团队可以独立设计、开发和发布应用程序。它允许在系统各个层面上的技术多样性&＃xff0c;团队可以在给定的技术难题中使用最佳语言、数据库、协议和传输层&＃xff0c;从而受益。例如&＃xff0c;一个团队可以使用 HTTP REST 上的 JSON&＃xff0c;而另一个团队可以使用 HTTP/2 上的 gRPC 或 RabbitMQ 等消息代理。

在某些情况下使用不同的数据序列化和协议可能是强大的&＃xff0c;但要使用我们的产品的客户可能有不同的需求。该问题也可能发生在具有同质技术栈的系统中&＃xff0c;因为客户可以从桌面浏览器通过移动设备和游戏机到遗留系统。一个客户可能期望 XML 格式&＃xff0c;而另一个客户可能希望 JSON 。在许多情况下&＃xff0c;你需要同时支持它们。

当客户想要使用你的微服务时&＃xff0c;你可以面对的另一个挑战来自于通用的共享逻辑&＃xff08;如身份验证&＃xff09;&＃xff0c;因为你不想在所有服务中重新实现相同的事情。

总结&＃xff1a;我们不想在我们的微服务架构中实现我们的内部服务&＃xff0c;以支持多个客户端并可以重复使用相同的逻辑。这就是 API 网关出现的原因&＃xff0c;其作为共享层来处理服务协议之间的差异并满足特定客户端的要求。

什么是 API 网关&＃xff1f;

API 网关是微服务架构中的一种服务&＃xff0c;它为客户端提供共享层和 API&＃xff0c;以便与内部服务进行通信。API 网关可以进行路由请求、转换协议、聚合数据以及实现共享逻辑&＃xff0c;如认证和速率限制器。

你可以将 API 网关视为我们的微服务世界的入口点。

我们的系统可以有一个或多个 API 网关&＃xff0c;具体取决于客户的需求。例如&＃xff0c;我们可以为桌面浏览器、移动应用程序和公共 API 提供单独的网关。

API 网关作为微服务的切入点

Node.js 用于前端团队的 API 网关

由于 API 网关为客户端应用程序&＃xff08;如浏览器&＃xff09;提供了功能&＃xff0c;它可以由负责开发前端应用程序的团队实施和管理。

这也意味着用哪种语言实现 API Gateway 应由负责特定客户的团队选择。由于 Javascript 是开发浏览器应用程序的主要语言&＃xff0c;即使你的微服务架构以不同的语言开发&＃xff0c;Node.js 也可以成为实现 API 网关的绝佳选择。

Netflix 成功地使用 Node.js API 网关及其 Java 后端来支持广泛的客户端 &＃xff0c;如果想要了解更多关于它们的方法&＃xff0c;可以看看这篇文章 The "Paved Road" PaaS for Microservices at Netflix

API 网关功能

我们之前讨论过&＃xff0c;可以将通用共享逻辑放入你的 API 网关&＃xff0c;本节将介绍最常见的网关职责。

路由和版本控制

我们将 API网关定义为你的微服务的入口点。在网关服务中&＃xff0c;你可以指定从客户端路由到特定服务的路由请求。甚至可以通过路由处理版本或更改后端接口&＃xff0c;而公开的接口可以保持不变。你还可以在你的API网关中定义与多个服务配合的新端点。

API 网关作为微服务入口点

网关设计的进化

API网关方法可以帮助你分解整体应用程序。在大多数情况下&＃xff0c;作为微服务端&＃xff0c;重构系统并不是一个好主意&＃xff0c;而且也是不可能的&＃xff0c;因为我们需要在过渡期间为业务提供功能。

在这种情况下&＃xff0c;我们可以将代理或 API 网关置于我们的整体应用程序之前&＃xff0c;将新功能作为微服务实现&＃xff0c;并将新端点路由到新服务&＃xff0c;同时通过原有的路由服务旧端点。这样以后&＃xff0c;我们也可以通过将原有功能转变为新服务来分解整体。

通过渐进式设计&＃xff0c;我们可以从整体架构平稳过渡到微服务。

认证方式

大多数微服务基础架构都需要处理身份验证。将身份验证之类的共享逻辑放入API网关可以帮助你缩小服务的体积并专注管理域。

在微服务架构中&＃xff0c;你可以通过网络配置将服务保留在DMZ&＃xff08;保护区&＃xff09;中&＃xff0c;并通过API网关将其公开给客户端。该网关还可以处理多种身份验证方法&＃xff0c;例如&＃xff0c;你可以同时支持基于COOKIE和token的身份验证。

数据汇总

在微服务体系结构中&＃xff0c;可能会发生客户端需要不同聚合级别的数据的情况&＃xff0c;例如对各种微服务中产生的数据实体进行非规范化。在这种情况下&＃xff0c;我们可以使用我们的API网关来解决这些依赖关系并从多个服务中收集数据。

在下图中&＃xff0c;你可以看到API 网关 如何合并用户和信用信息&＃xff0c;并作为一条数据返回给客户端。请注意&＃xff0c;它们由不同的微服务拥有和管理。

序列化格式转换

我们可能需要支持具有不同数据序列化格式要求的客户端。想象一下这种情况&＃xff1a;我们的微服务使用JSON&＃xff0c;但是我们的一位客户只能使用XML API。在这种情况下&＃xff0c;我们可以在API网关中将JSON转换为XML&＃xff0c;而不是在所有微服务中去实现。

协议转换

微服务架构允许多语言协议传输从而获得不同技术的好处。但是&＃xff0c;大多数客户端仅支持一种协议。在这种情况下&＃xff0c;我们需要为客户端转换服务协议。

API 网关还可以处理客户端和微服务器之间的协议转换。

在下一张图片中&＃xff0c;你可以看到客户端希望通过 HTTP REST 进行的所有通信&＃xff0c;而内部的微服务使用 gRPC 和 GraphQL 。

限速和缓存

在前面的例子中&＃xff0c;你可以看到我们可以把通用的共享逻辑&＃xff08;如身份验证&＃xff09;放在 API 网关中。除了身份验证之外&＃xff0c;你还可以在 API 网关中实现速率限制&＃xff0c;缓存以及各种可靠性功能。

超负荷的 API 网关

实现API网关时&＃xff0c;应避免将非通用逻辑&＃xff08;例如特定领域的数据转换&＃xff09;放入网关。服务应始终对其数据域拥有完全所有权。构建一个超负荷的API网关&＃xff0c;让微服务团队来控制&＃xff0c;这违背了微服务的理念。

这就是为什么你应该谨慎使用API网关中的数据聚合的原因&＃xff0c;使用起来可能功能强大&＃xff0c;但也应避免的特定于域的数据转换或规则处理逻辑。

始终为你的 API 网关定义明确的责任&＃xff0c;并且只包括其中的通用共享逻辑。

Node.js API 网关

当你希望在 API 网关中执行简单的操作&＃xff0c;比如将请求路由到特定服务&＃xff0c;你可以使用像 nginx 这样的反向代理。但在某些时候&＃xff0c;你可能需要实现一般代理不支持的逻辑。在这种情况下&＃xff0c;你可以在 Node.js 中实现自己的 API 网关。

在 Node.js 中&＃xff0c;你可以使用 http-proxy 软件包简单地代理对特定服务的请求&＃xff0c;也可以使用更多丰富功能的 express-gateway 来创建 API 网关。

在我们的第一个 API 网关示例中&＃xff0c;我们在将代码委托给 user 服务之前验证请求。

   const express &＃61; require(&＃39;express&＃39;)const httpProxy &＃61; require(&＃39;express-http-proxy&＃39;)const app &＃61; express()const userServiceProxy &＃61; httpProxy(&＃39;https://user-service&＃39;)// 身份认证app.use((req, res, next) &＃61;> {// TODO: 身份认证逻辑next()})// 代理请求app.get(&＃39;/users/:userId&＃39;, (req, res, next) &＃61;> {userServiceProxy(req, res, next)})


另一种示例可能是在你的 API 网关中发出新的请求&＃xff0c;并将响应返回给客户端&＃xff1a;

   const express &＃61; require(&＃39;express&＃39;)const request &＃61; require(&＃39;request-promise-native&＃39;)const app &＃61; express()// 解决: GET /users/meapp.get(&＃39;/users/me&＃39;, async (req, res) &＃61;> {const userId &＃61; req.session.userIdconst uri &＃61; &＃96;https://user-service/users/${userId}&＃96;const user &＃61; await request(uri)res.json(user)})


Node.js API 网关总结

API 网关提供了一个共享层&＃xff0c;以通过微服务架构来满足客户需求。它有助于保持你的服务小而专注。你可以将不同的通用逻辑放入你的 API 网关&＃xff0c;但是你应该避免API网关的过度使用&＃xff0c;因为很多逻辑可以从服务团队中获得控制。

译文&＃xff1a;Building an API Gateway using Node.js

地址&＃xff1a;https://blog.risingstack.com/building-an-api-gateway-using-nodejs/

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