So erstellen Sie ein API-Gateway für Microservices

Was kann das API-Gateway tun, wenn Ihre Microservices anfangen zu „kämpfen“?

Sie haben gerade Ihren dritten Microservice bereitgestellt und planen, zur Feier eine Tasse Kaffee zu trinken. Plötzlich begann das Überwachungsfeld rot zu blinken – der Anruf von Dienst A an Dienst B war abgelaufen und B blieb hängen, weil er nicht auf die Antwort von C warten konnte. Sie sind wie mehrere unkoordinierte Zahnräder, die aneinander ziehen und das ganze System knarren. Wenn man auf das Protokoll starrt, hat man das Gefühl, einer Gruppe talentierter, aber unabhängiger Musiker zuzuschauen, die Stück für Stück das gleiche Musikstück spielen.

Dabei handelt es sich nicht nur um einen technischen Fehler, sondern eher um ein strukturelles Durcheinander. Jeder Microservice konzentriert sich auf seine eigene Aufgabe, aber wer leitet den Datenverkehr? Wer führt einheitliche Sicherheitskontrollen durch? Wer teilt externen Anfragen mit, an welche Tür sie klopfen sollen? Zu diesem Zeitpunkt benötigen Sie nicht mehr einen weiteren Dienst, sondern einen Commander, eine einheitliche Zugriffsschicht – hier kommt das API-Gateway ins Spiel.

Warum ist das Gateway nicht „verzichtbar“, sondern „erforderlich“?

Stellen Sie sich vor, wie eine Microservices-Architektur ohne Gateways aussieht. Der Client – ​​möglicherweise Ihre Front-End-Anwendung oder eine mobile App – muss sich die Adresse und den Port jedes Dienstes merken. Es muss jede Anfrage persönlich authentifizieren, Strombegrenzung und Stromkreisunterbrechung manuell handhaben und geringfügige Unterschiede im Format der von verschiedenen Diensten zurückgegebenen Daten tolerieren. Es ist, als würde man jeden Besucher bitten, nicht nur die Zimmernummer jeder Abteilung im Unternehmen zu kennen, sondern auch die Sicherheitskontrolle an jeder Tür zu bestehen.

So anstrengend, oder? Und es ist äußerst fehleranfällig.

Das API-Gateway setzt sich hin und sagt zu Ihnen: „Entspannen Sie sich und überlassen Sie mir die Außentür.“ Es wird der einzige Eingang. Alle Anfragen gehen zuerst hierher und werden von dort bearbeitet:

• Routenführung: Senden Sie die Anfrage korrekt an den entsprechenden Back-End-Dienst.
• Polymerisation: Manchmal erfordert eine Frontend-Seite Daten von mehreren Diensten. Das Gateway kann Ihnen dabei helfen, es sofort anzupassen und zusammenzusetzen und dann ein ordentliches Paket zurückzusenden.
• Sicherheit: Authentifizierung, Autorisierung und Angriffsprävention – es übernimmt die ganze harte Arbeit an der Tür für Sie.
• Monitor: Es erkennt den gesamten ein- und ausgehenden Datenverkehr und hilft Ihnen beim Sammeln von Indikatoren, damit Sie den Zustand des Systems überwachen können.

Dadurch können sich Back-End-Dienste auf die Geschäftslogik konzentrieren, ohne sich um verschiedene triviale Zugriffsprobleme kümmern zu müssen. Dienste können sogar über effizientere interne Protokolle miteinander kommunizieren, die extern vom Gateway in Standard-HTTP oder gRPC übersetzt werden. Es ist eine elegante Schichtung.

Welches Temperament sollte ein gutes API-Gateway haben?

Sie muss zuverlässig sein, wie die tragenden Wände eines alten Hauses. Es kann nicht so leicht zusammenbrechen, sonst wird das gesamte System von der Welt isoliert. Es muss flink sein, wie ein erfahrener Verkehrspolizist. Es muss in der Lage sein, schnell und fast unmerklich umzuschalten, wenn Routingänderungen und Dienste online und offline gehen. Es muss außerdem transparent sein und darf keine Blackbox sein. Damit Sie beruhigt sein können, müssen Ihnen der Laufstatus, die Verkehrsdaten und die Fehlerprotokolle deutlich angezeigt werden.

Bei der Auswahl sollten Sie einige reale Dinge berücksichtigen. Zum Beispiel die Leistung, ob die Verzögerung bei hoher Parallelität noch stabil ist; wie zum Beispiel die Vollständigkeit der Funktionen, ob gängige Authentifizierungs-, Strombegrenzungs- und Protokollierungs-Plug-ins sofort verfügbar sind; und ob es sich leicht in Ihr bestehendes Technologie-Ökosystem integrieren lässt und ob Bereitstellung und Verwaltung einfach genug sind.

Von der Blaupause zur Realität: Mehrere Wege zum Aufbau eines Gateways

Auf dem Papier zu reden ist letztlich oberflächlich. Wenn es um die tatsächliche Einführung eines Gateways geht, ist der Weg im Allgemeinen klar.

Sie müssen Ihre API definieren. Welche Dienste müssen offengelegt werden? In welcher Form (RESTful, GraphQL)? Entwerfen Sie einen konsistenten Satz von Schnittstellenspezifikationen, der den Grundstein aller Arbeiten bildet. Als nächstes wählen Sie den Kern. Bewerten Sie, welcher Gateway-Kern für Sie besser geeignet ist, basierend auf Ihrem Datenverkehrsvolumen, dem Technologie-Stack, mit dem Ihr Team vertraut ist (z. B. Go, Java) und Ihren Cloud-nativen Anforderungen. Ist es das Streben nach ultimativer Leistung oder eine reichere Ökologie? Dann statten Sie es mit „Waffen“ aus. Konfigurieren Sie Routing-Regeln, integrieren Sie die Authentifizierung (z. B. JWT-Überprüfung), legen Sie Ratenlimits fest, um zu verhindern, dass plötzlicher Datenverkehr den Dienst überlastet, und konfigurieren Sie Protokollierung und Überwachung, damit Sie alles klar sehen können. Lass es spielen. Durch einen schrittweisen Ansatz wird ein Teil des Datenverkehrs zunächst zum Gateway geleitet, und nachdem die Beobachtung korrekt ist, wird der gesamte Datenverkehr schrittweise migriert. Vergessen Sie nicht, dafür eine Hochverfügbarkeitslösung zu entwickeln, z. B. mehrere Instanzen und Lastausgleich.

Dieser Prozess geschieht nicht über Nacht, er erfordert Beobachtung, Anpassung und Einarbeitung. Sie werden feststellen, dass mit dem stabilen Betrieb des Gateways diese chaotischen und lästigen Verbindungsprobleme nach und nach verschwinden. Die Kommunikation zwischen dem Back-End-Team und dem Front-End-Team wird einfacher – sie müssen sich nur mit dem Vertrag des Gateways auseinandersetzen.

Epilog: Der Wert der Ordnung

Die Einführung eines API-Gateways besteht im Wesentlichen darin, eine Ordnung in einem komplexen verteilten System herzustellen. Es erstellt keine spezifische Geschäftslogik, sondern definiert die Zugriffslogik. Es macht den chaotischen Datenfluss nachvollziehbar, schützt die fragilen Teile und sorgt dafür, dass das gesamte System von innen locker aussieht, sich aber nach außen hin wie ein solides Ganzes verhält.

Wenn Ihre Microservices nicht mehr „kämpfen“, sondern über ein koordiniertes Portal effizient zusammenarbeiten, ist dieses Gefühl der Reibungslosigkeit die beste Belohnung für Sie als Entwickler. Anstatt Brände zu löschen, haben Sie mehr Zeit, darüber nachzudenken, wie Sie den Service selbst verbessern können. Dies könnte der Zweck von Architekturtools sein: Probleme auf niedriger Ebene zu lösen und dadurch Ihrer Kreativität auf höherer Ebene freien Lauf zu lassen.

Wenn Ihre Service-Cluster also anfangen, für Aufruhr zu sorgen, ist es möglicherweise an der Zeit, darüber nachzudenken, einen Leiter für sie einzustellen. Ein leiser, zuverlässiger Dirigent, der immer dabei ist und dafür sorgt, dass jede „Melodie“ zum richtigen Zeitpunkt erklingt.

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