كيفية تصميم بوابة API لتوفير التوفر العالي (HA)؟

API7.ai

March 12, 2025

API Gateway Guide

مقدمة

تعتبر بوابات API العمود الفقري لبنى الخدمات المصغرة الحديثة، حيث تعمل كنقطة الدخول الرئيسية لطلبات العملاء. نظرًا لدورها الحاسم في التعامل مع، توجيه، تأمين، وتحسين حركة مرور API، فإن تصميم بوابة API عالية التوفر أمر ضروري لمنع التوقف عن العمل، تخفيف الأعطال، وضمان عمليات سلسة.

تتكون بنية بوابة API عالية التوفر من مكونين رئيسيين:

  1. مستوى البيانات (Data Plane): مسؤول عن التعامل مع وتوجيه حركة مرور API. يجب أن يكون بدون حالة (stateless) للسماح بالتوسع الأفقي.
  2. مستوى التحكم (Control Plane): يدير تكوينات API، السياسات، والبيانات الوصفية. يجب أن يكون مقاومًا للأعطال لضمان عمليات API سلسة.

في هذه المقالة، سنناقش أفضل الممارسات لتحقيق التوفر العالي في كلا المستويين، بما في ذلك التكرار، موازنة الحمل، واستراتيجيات استعادة الكوارث.

مستوى البيانات: تحقيق التعامل مع حركة المرور بدون حالة وقابلية التوسع

مستوى البيانات مسؤول عن معالجة طلبات API. لتحقيق التوفر العالي، يجب اتباع مبادئ التصميم الرئيسية التالية:

1. تصميم بدون حالة للتوسع المرن

يجب أن يكون مستوى بيانات بوابة API مصممًا بدون حالة، مما يعني أن كل نسخة يجب أن تعالج طلبات API بشكل مستقل. هذا يمكّن من التوسع الأفقي—إضافة أو إزالة النسخ بشكل ديناميكي بناءً على حمل حركة المرور.

  • لماذا بدون حالة؟ يضمن التصميم بدون حالة أن يبقى النظام مرنًا ومقاومًا للأعطال. يمكن لأي نسخة معالجة الطلبات دون الاعتماد على ارتباط الجلسة.

  • التنفيذ: استخدم التخزين المشترك (مثل Redis، Memcached) للحد من المعدل، رموز المصادقة، والبيانات المؤقتة الأخرى.

2. موازنة الحمل لتحمل الأعطال

لتوزيع حركة المرور بشكل فعال عبر عدة نسخ من بوابة API، يجب وضع موزع حمل (Load Balancer) أمام مستوى البيانات.

  • موازنة الحمل من الطبقة الرابعة (TCP): فعالة ولكنها تفتقر إلى الرؤية في طلبات HTTP.

  • موازنة الحمل من الطبقة السابعة (HTTP): توفر توجيهًا أكثر تقدمًا وإنهاء SSL.

  • أفضل ممارسة: استخدم موزع حمل متعدد المناطق (مثل AWS ALB، GCP HTTP LB) لتحسين التبديل عند الفشل وتقليل زمن الوصول.

3. التحديثات بدون توقف

يجب تنفيذ التحديثات المتدحرجة والنشر الأزرق-الأخضر لضمان ألا تؤدي تحديثات بوابة API إلى تعطيل حركة المرور.

  • الإصدارات التدريجية (Canary Releases): نشر نسخ جديدة من بوابة API تدريجيًا ومراقبة الأداء قبل النشر الكامل.

  • التحديثات المتدحرجة: استبدال النسخ بشكل تسلسلي لمنع التوقف.

  • أدوات مثال: Kubernetes Rolling Deployments، إعادة التحميل السلس لـ Nginx، إعادة التحميل الساخن لـ Apache APISIX.

مستوى التحكم: ضمان مرونة التكوين

مستوى التحكم مسؤول عن إدارة تكوينات API، المصادقة، السياسات، وقواعد التوجيه لأعلى. نظرًا لأن مستوى التحكم ينظم سلوك بوابة API، فإن توافره أمر بالغ الأهمية.

1. تكرار قاعدة البيانات والتوفر العالي

تخزن معظم بوابات API تكوينات API في قاعدة بيانات أو مخزن مفتاح-قيمة موزع. يجب تصميم هذا المكون ليكون عالي التوفر.

  • تكرار قاعدة البيانات: استخدم إعدادات رئيسية-نسخة احتياطية لضمان التبديل عند الفشل (مثل PostgreSQL، MySQL).

  • مخازن موزعة متعددة العقد: بالنسبة لبوابات API التي تستخدم etcd أو Consul، تأكد من وجود 3 عقد على الأقل للإجماع وتحمل الأعطال.

  • التخزين السحابي: AWS RDS Multi-AZ، Google Cloud Spanner، أو CockroachDB المستضاف ذاتيًا للاتساق الموزع.

2. التعامل مع أعطال مستوى التحكم

إذا فشل مستوى التحكم، لا يمكن تحديث تكوينات API الجديدة. ومع ذلك، يجب أن تبقى حركة مرور API الحالية غير متأثرة. لضمان المرونة:

  • فصل مستوى البيانات عن مستوى التحكم: نظرًا لأن مستوى البيانات بدون حالة، يجب أن يخزن أحدث التكوينات لتجنب الاعتماد على مستوى التحكم.

  • آلية احتياطية: قم بتخزين تكوينات API في تخزين خارجي (مثل AWS S3، Google Cloud Storage) كنسخة احتياطية في حالة فشل مستوى التحكم الرئيسي.

3. مزامنة التكوين التلقائي

يجب أن يتم تكرار تحديثات التكوين بشكل متزامن عبر جميع عقد بوابة API. تشمل الاستراتيجيات:

  • المزامنة القائمة على الدفع (Push-Based Synchronization): يقوم مستوى التحكم بدفع التحديثات بشكل نشط إلى مستوى البيانات.

  • المزامنة القائمة على السحب (Pull-Based Synchronization): تقوم عقد مستوى البيانات بجلب التحديثات بشكل دوري من مستوى التحكم.

  • نهج هجين: مزيج من الدفع والسحب لتحقيق التوازن بين الأداء والاتساق.

أفضل الممارسات لبوابة API عالية التوفر

  1. يجب أن يكون مستوى البيانات بدون حالة: تجنب ارتباط الجلسة وقم بتخزين البيانات المؤقتة في ذاكرة تخزين مؤقت موزعة.

  2. استخدم موزعات الحمل: نشر موزعات حمل من الطبقة الرابعة/السابعة لتوزيع حركة مرور API بشكل فعال.

  3. تأكد من تكرار قاعدة البيانات: قم بتكرار تخزين مستوى التحكم عبر عدة عقد أو مناطق.

  4. نفذ آليات التبديل عند الفشل: قم بتخزين تكوينات API في AWS S3 أو التخزين السحابي لمرونة مستوى التحكم.

  5. تمكين تخزين التكوين المؤقت: دع بوابات API تستمر في العمل حتى إذا كان مستوى التحكم غير متاح مؤقتًا.

  6. نشر عقد بوابة API عبر مناطق متعددة: قلل مخاطر التوقف عن العمل عن طريق توزيع العقد جغرافيًا.

الخلاصة

يتطلب تصميم بوابة API عالية التوفر النظر بعناية في قابلية توسع مستوى البيانات ومرونة مستوى التحكم. باتباع مبادئ التصميم بدون حالة، تنفيذ موازنة الحمل المناسبة، وضمان تكرار قاعدة البيانات، يمكن للمؤسسات بناء بنية بوابة API تتحمل الأعطال مع الحفاظ على الأداء العالي.

توفر حلول بوابات API الحديثة مثل Apache APISIX آليات مدمجة للتوفر العالي. من خلال دمج أفضل الممارسات مثل مزامنة التكوين التلقائي، النسخ الاحتياطية السحابية، والنشر الموزع، يمكن للفرق تعزيز موثوقية API وزمن التشغيل.

الأسئلة الشائعة: التوفر العالي لبوابة API

1. كيف تضمن بوابة API التوفر العالي؟

باستخدام مستويات بيانات بدون حالة، موازنة الحمل، ومستويات تحكم زائدة عن الحاجة، يمكن لبوابات API الحفاظ على التوفر العالي حتى أثناء الأعطال.

2. ماذا يحدث إذا فشل مستوى التحكم في بوابة API؟

يجب أن يستمر مستوى البيانات في خدمة الطلبات باستخدام آخر تكوين معروف. يمكن لحلول التخزين الاحتياطي مثل AWS S3 توفير مصادر تكوين بديلة.

3. هل يجب نشر بوابات API عبر مناطق متعددة؟

نعم، يضمن النشر عبر مناطق متعددة المرونة ضد أعطال مراكز البيانات ويقلل من زمن الوصول للمستخدمين العالميين.

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 الوارد!

إذا كان لديك أي أسئلة أو تحتاج إلى مزيد من المساعدة، فلا تتردد في الاتصال بـ خبراء API7.