Deep Dive into API Gateway Architecture: Core Components and Design Principles

API7.ai

March 6, 2025

API Gateway Guide

مقدمة: لماذا يهم تصميم بوابة API

تعتبر بوابات API بمثابة البوابة الأمامية للتطبيقات الحديثة، حيث تدير حركة المرور بين العملاء والخدمات الخلفية. بينما تُعرف وظائفها مثل توجيه الطلبات، المصادقة، والحد من المعدل، فإن التصميم المعماري وراء هذه القدرات هو ما يحدد قابلية التوسع، المرونة، والأداء.

يجب أن تتمتع بوابة API المصممة بشكل جيد بما يلي:

  • التعامل مع ملايين الطلبات في الثانية مع زمن استجابة منخفض.
  • دعم قابلية التوسع من خلال نظام الإضافات.
  • مزامنة تغييرات التكوين بكفاءة عبر العقد الموزعة.
  • ضمان الأمان وتحمل الأعطال.

تستعرض هذه المقالة التصميم المعماري الأساسي لبوابات API مثل Apache APISIX، Kong، Traefik، وKrakenD، مع تفصيل مكوناتها ومبادئ التصميم.

المكونات الأساسية لبوابة API

معالجة الطلبات والتوجيه

يعتبر التوجيه العمود الفقري لبوابة API. فهو يحدد كيفية معالجة الطلبات الواردة وإعادة توجيهها إلى الخدمات الخلفية.

اعتبارات التصميم الرئيسية:

  • خوارزميات المطابقة: تستخدم بوابات API أشجار trie، جداول التجزئة، أو مطابقة الأنماط المعتمدة على regex لتحسين سرعة البحث.
  • إعادة التكوين الديناميكي: يجب أن تكون المسارات قابلة للتعديل دون إعادة تشغيل البوابة.
  • التحكم في حركة المرور: تتطلب ميزات مثل الإصدارات التجريبية والنشر الأزرق-الأخضر منطق توجيه متقدم.

مثال:

  • يستخدم Apache APISIX شجرة radixtree لمطابقة المسارات بكفاءة.
  • يقوم Kong وEnvoy باجتياز جميع المسارات لمطابقتها واحدة تلو الأخرى.

معالجة الطلبات والتوجيه

إدارة الخدمات الخلفية (Upstreams)

تمثل الخدمات الخلفية (Upstreams) الخدمات التي تقوم بوابات API بتوجيه حركة المرور إليها. تضمن الإدارة الفعالة للخدمات الخلفية:

  • موازنة الحمل: استراتيجيات مثل Round-robin، أقل الاتصالات، والتجزئة.
  • فحوصات الصحة: مراقبة الخدمات تلقائيًا لتجنب إرسال حركة المرور إلى الحالات الفاشلة.
  • تجمع الاتصالات: تحسين الاتصالات المستمرة لأداء أفضل.

مثال:

  • يدعم APISIX وKong إضافات قابلة للتخصيص لفحوصات الصحة وموازنة الحمل.
  • يستخدم Envoy نهج اكتشاف الخدمات المعتمد على xDS.

نظام الإضافات والقابلية للتوسع

تعتبر القابلية للتوسع من خلال الإضافات إحدى الخصائص المميزة لبوابة API.

مناهج التصميم المعماري الرئيسية:

  • النصوص المضمنة (Lua، JavaScript، Wasm): يستخدم Kong وAPISIX Lua، بينما يدعم Envoy Wasm.
  • الإضافات الخارجية: تسمح بعض البوابات بالتنفيذ عن بعد عبر gRPC أو HTTP.
  • سلسلة الإضافات: يجب تنفيذ الإضافات بترتيب محدد للأمان، التحويل، والتحليلات.

إدارة التكوين والمزامنة

تعتبر إدارة التكوين أمرًا بالغ الأهمية لتحديث المسارات، الإضافات، وإعدادات الأمان بشكل ديناميكي.

آليات المزامنة الشائعة:

  • التكوين المعتمد على قاعدة البيانات: يستخدمه Kong (PostgreSQL، Cassandra).
  • التخزين المعتمد على Etcd: يستخدم APISIX etcd لمزامنة التكوين الموزع.
  • التكوين المعتمد على الملفات الثابتة: يقوم Traefik بتحميل التكوينات من ملفات YAML/TOML.

الأمان والحد من المعدل

يعتبر الأمان طبقة أساسية في تصميم بوابة API.

ميزات الأمان الأساسية:

  • المصادقة: JWT، OAuth2، التحقق من مفتاح API.
  • الحد من المعدل: فرض الحصص لكل مستهلك.
  • التحقق من الطلبات: منع الطلبات المشوهة.

مثال:

  • يقوم Apache APISIX بتنفيذ الحد من المعدل باستخدام خوارزميات دلو التسريب والنافذة المنزلقة.

الأمان والحد من المعدل

كيفية معالجة بوابات API للطلبات: نظرة عامة على تدفق البيانات

معالجة طلبات بوابة API خطوة بخطوة

  1. وصول طلب العميل: تستمع بوابة API لاستدعاءات API الواردة.
  2. مطابقة المسار: يتم تقييم الطلب مقابل القواعد المحددة مسبقًا.
  3. فحوصات الأمان والمصادقة: يتم التحقق من مفاتيح API، رموز JWT، أو تدفقات OAuth2.
  4. التحويل وتنفيذ الإضافات: يتم تعديل الرؤوس، الحمولات، وأجسام الطلبات إذا لزم الأمر.
  5. موازنة الحمل واختيار الخدمة الخلفية: يتم إعادة توجيه الطلبات بناءً على منطق التوجيه.
  6. معالجة الاستجابة والتسجيل: تقوم البوابة بتسجيل السجلات، المقاييس، وتطبيق تحويلات الاستجابة.

الخاتمة: تصميم بوابة API قابلة للتوسع وموثوقة

تعتبر بوابة API المصممة بشكل جيد أمرًا بالغ الأهمية للتطبيقات الحديثة. بينما تختلف بوابات API مثل APISIX، Kong، وEnvoy في التنفيذ، إلا أنها تشترك في مبادئ التصميم المعماري: التوجيه الفعال، أنظمة الإضافات المرنة، الأمان القوي، وإدارة التكوين الموزع.

من خلال فهم هذه الآليات الداخلية، يمكن للمهندسين اتخاذ قرارات أفضل عند اختيار، نشر، أو حتى بناء بوابات API الخاصة بهم.

الخطوات التالية

ترقبوا عمودنا القادم حول دليل بوابة API، حيث ستجدون آخر التحديثات والرؤى!

هل أنت متحمس لتعميق معرفتك حول بوابات API؟ تابع Linkedin الخاص بنا للحصول على رؤى قيمة تُرسل مباشرة إلى بريدك الإلكتروني!

إذا كان لديك أي أسئلة أو تحتاج إلى مساعدة إضافية، فلا تتردد في الاتصال بـخبراء API7.