API Gateway et Service Discovery : Intégration fluide des Microservices

À l'ère numérique, les interfaces de programmation d'applications (API) sont devenues la pierre angulaire de la communication entre différents systèmes et services.

Avec la prolifération de l'architecture des microservices, l'importance des passerelles API et de la découverte de services est de plus en plus marquée. La passerelle API sert d'entrée à l'architecture des microservices, chargée de traiter toutes les demandes externes et de coordonner la communication entre les services internes ; tandis que la découverte de services garantit que le système peut trouver et se connecter dynamiquement aux bonnes instances de service.

Ensemble, ils construisent un système distribué efficace, flexible et évolutif. Cet article explore les liens entre les passerelles API et la découverte de services, ainsi que leurs rôles cruciaux dans les systèmes distribués modernes.

Passerelles API et Découverte de Services

En tant qu'entrée de l'architecture des microservices, la passerelle API traite toutes les demandes externes et facilite la communication avec les services internes. Ses principales fonctionnalités incluent :

• Routage et transfert des demandes : Acheminer les demandes vers les services correspondants en fonction des caractéristiques de la demande.
• Contrôle d'accès et authentification de sécurité : S'assurer que seuls les utilisateurs ou systèmes autorisés peuvent accéder à l'API.
• Équilibrage de charge et mise en cache : Optimiser les performances des services en répartissant uniformément les demandes sur les différentes instances de service et en fournissant une mise en cache pour réduire les demandes aux services backend.
• Journalisation et analyse : Collecter et analyser les données d'utilisation de l'API pour soutenir les décisions commerciales.

La découverte de services est un mécanisme utilisé pour trouver automatiquement les instances de service disponibles dans un système distribué. Lorsque le nombre de services est important et change dynamiquement, la découverte de services devient cruciale. Les principes de l'enregistrement et de la découverte des services sont les suivants :

• Enregistrement des services : Lorsqu'un service démarre, il enregistre ses informations (comme l'adresse IP, le numéro de port, etc.) auprès du registre de services.
• Découverte des services : Lorsque d'autres services ont besoin d'appeler ce service, ils interrogent le registre de services pour trouver les instances de service disponibles et en sélectionnent une pour la communication.

Liens entre les Passerelles API et la Découverte de Services

La passerelle API sert de "gardien" en traitant toutes les demandes externes et en les acheminant intelligemment vers les bonnes instances de service. Les passerelles API et la découverte de services sont interdépendantes dans l'architecture des microservices, fournissant stabilité et évolutivité.

Avant l'introduction de la découverte de services, la passerelle API dépendait d'une configuration manuelle pour spécifier les adresses des services en amont. Une fois que les adresses des instances de service changent, par exemple en raison de mises à niveau, de basculements d'urgence vers des instances de secours, ou de l'ajout de plus d'instances de service en raison d'une augmentation du trafic, les administrateurs doivent mettre à jour manuellement la configuration de la passerelle API en temps opportun. Cette approche est non seulement inefficace, mais aussi difficile à garantir en termes de précision et de rapidité.

Grâce au mécanisme de découverte de services, la passerelle API peut se connecter dynamiquement au registre de services en temps réel, obtenant automatiquement les dernières adresses d'instances de tous les services en amont, et assurant que les demandes sont acheminées avec précision vers les nouveaux services.

En même temps, le mécanisme de découverte de services peut informer rapidement la passerelle API des conditions de défaillance, évitant efficacement le routage des demandes vers des services indisponibles. En configurant l'adresse du registre de services et les noms des services, la passerelle API a fait des progrès significatifs dans la réutilisation des configurations entre les environnements, réduisant la charge de travail de configuration et améliorant la réutilisation et la précision des configurations.

Application Pratique de l'Intégration de la Passerelle API avec la Découverte de Services Kubernetes

Supposons que nous ayons un système d'architecture de microservices basé sur Kubernetes, déployant plusieurs services tels que des services utilisateurs, des services de commande, des services de paiement, etc. Chaque service a plusieurs répliques (Pods), et les adresses IP et les numéros de port de ces répliques changent dynamiquement à mesure que les conteneurs sont créés et détruits.

Dans ce scénario, nous souhaitons utiliser la passerelle API pour traiter les demandes externes et les acheminer intelligemment vers les bons services Kubernetes. En même temps, nous voulons tirer parti du mécanisme de découverte de services de Kubernetes pour découvrir et gérer dynamiquement les instances de service.

Étape 1 : Déploiement et Enregistrement des Services

Dans Kubernetes, nous utilisons des Deployments ou des StatefulSets pour déployer les services et créons des Services correspondants comme abstractions de service. Les Services Kubernetes fournissent automatiquement un équilibrage de charge pour les Pods backend et mappent les noms de service à des adresses IP internes stables du cluster et à des numéros de port.

Lorsque les Pods sont créés ou détruits, le Service Controller de Kubernetes met automatiquement à jour les objets Endpoint des services, qui contiennent les adresses IP et les numéros de port de tous les Pods associés. Ces objets Endpoint sont stockés dans l'API server de Kubernetes pour être interrogés par d'autres composants.

Étape 2 : Déploiement et Configuration de la Passerelle API

Prenons API7 Enterprise comme exemple, nous nous connectons à l'adresse du registre de services Kubernetes dans le groupe de passerelles. Lorsque nous publions un service dans le groupe de passerelles, au lieu de saisir manuellement l'adresse de l'instance en amont, nous sélectionnons ce registre Kubernetes et spécifions l'espace de noms et le Service correspondant à l'intérieur. API7 Enterprise récupère automatiquement les informations Endpoint du service correspondant à partir de l'API server de Kubernetes comme adresse en amont du service.

Étape 3 : Traitement des Demandes

Lorsque la passerelle API reçoit une demande externe, elle détermine à quel service acheminer la demande en fonction des règles de routage configurées. Ensuite, elle interroge l'API server de Kubernetes pour obtenir les dernières informations en amont. La passerelle API sélectionne une instance à partir de ces informations (en fonction de différentes stratégies d'équilibrage de charge) et transfère la demande à cette instance. Comme les informations Endpoint sont mises à jour dynamiquement, la passerelle API peut gérer automatiquement la création, la destruction et la migration des Pods, assurant que les demandes sont toujours acheminées vers les services en amont disponibles.

Étape 4 : Découverte et Mises à Jour des Services

Dans Kubernetes, la découverte de services est effectuée automatiquement. Lorsque l'état des Pods change (comme la création, la destruction ou la migration), le Service Controller de Kubernetes met automatiquement à jour les objets Endpoint du service correspondant.

La passerelle API récupère régulièrement les dernières informations Endpoint de l'API server de Kubernetes et met à jour son service en amont en fonction de ces informations. Cela permet à la passerelle API de percevoir instantanément les changements dans l'état des services et d'ajuster automatiquement les règles de routage pour s'assurer que les demandes sont correctement acheminées vers les instances de service disponibles.

Conclusion

Grâce à l'intégration de la passerelle API et de la découverte de services Kubernetes, notre système peut réaliser l'enregistrement et la découverte dynamiques des services, le routage intelligent et l'équilibrage de charge. Cette approche simplifie la configuration et la gestion du système, améliore la fiabilité et l'évolutivité du système, et exploite pleinement les fonctionnalités puissantes fournies par Kubernetes, rendant le déploiement et l'exploitation de l'architecture des microservices plus simples et plus efficaces.