API網關-APISIX簡介

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Apache APISIX 是一個動態、實時、高性能的云原生 API 網關，提供了負載均衡、動態上游、灰度發布、服務熔斷、身份認證、可觀測性等豐富的流量管理功能。APISIX 構建于nginx+ngx_lua的技術基礎之上，充分利用了LuaJIT所提供的強大性能，基于openresty+etcd實現了云原生，高性能，可擴展的微服務API網關。

APISIX主要包括兩部分：

1. apisix core：apisix核心提供了諸如API管理，路由匹配，負載均衡，服務發現等api網關的主要功能； 另外也支持多語言插件運行時，提供了原生lua插件的運行框架和其他常規語言（例如go，java，python等）運行時支持，也包括wasm；

2. apisix plugin：apisix插件提供了功能豐富的各種內置插件，包括：

1）鑒權，各種類型認證, jwt，basic-auth， cas-auth，ldap-auth等

2）安全，ip黑白名單，用戶黑白名單，referer黑白名單，cors，用戶****等

3）流量控制， 限流（包括流速限制，連接數限制，請求限制等），熔斷，鏡像請求等；

4）可觀測性，各種監控插件支持，日志投遞，鏈路追蹤等；

5）多協議支持

APISIX的技術優勢

無數據庫依賴： 目前大多數API網關產品在關系數據庫中存儲API數據、路由、證書和配置信息，但如果數據庫出現故障，這種方法可能會導致可用性問題。相比之下，APISIX使用etcd存儲配置信息可以實現實時更新，并更好地反映API網關的高可用性要求。此外，使用etcd作為存儲系統使APISIX與云原生架構更加兼容，并允許更快地更新配置信息。

高性能的路由匹配算法：API 網關需要使用匹配算法來決定如何處理每個請求，而一個優秀的匹配算法是必不可少的。Hash 算法性能不錯，但無法實現模糊匹配；正則可以模糊匹配，但性能不好。APISIX 選擇使用 RadixTree 這種高效且支持模糊匹配的搜索數據結構，它提供了kv存儲查找的數據結構并對只有一個子節點的中間節點進行了壓縮，支持一個前綴下有多個不同路由的場景（具體實現可見 lua-resty-radixtree）。即當對某個請求進行匹配時，RadixTree 將采用層層遞進的方式進行匹配，其復雜度為 O(K)（K 是路由中 URI 的長度，與 API 數量多少無關），該算法非常適合公有云、CDN以及路由數量比較多的場景，可以很好地滿足路由數量快速增長的需求。

高性能IP匹配算法： APISIX 的 IP 匹配算法與路由匹配算法所使用的原理以及原始數據是不一樣的。以 192.168.1.1 這個 IP 為例，由于每個 IP 段的范圍是 0 到 255，因此在對 IP 進行匹配時我們可以認為 IP 地址是由 4 個16 位整數型的數構成的，IP 長度是固定的。那么我們可以采用更高效的算法完成匹配。假設現在有一個包含 500 條 IPv4 記錄的 IP 庫，APISIX 會將 500 條 IPv4 的記錄緩存在 Hash 表中，當進行 IP 匹配時使用 Hash 的方式進行查找，時間復雜度為 O(1)。而其他 API 網關則是通過遍歷的方式完成 IP 匹配，發送到網關每個請求將逐個遍歷最多 500 次是否相等后才能知道計算結果。所以 APISIX 的 高精度 IP 匹配算法大大提高了需要進行海量 IP 黑白名單匹配場景（如 WAF）的效率。

精細化路由： API 網關通過請求中的流量特征完成預設規則的匹配，常見特征包含了請求中的 Host、URI 路徑、URI 查詢參數、URI 路徑參數、HTTP 請求方法、請求頭等；除此之外，APISIX還支持更多特性以解決復雜多變的應用場景。既包括NGINX內置變量， 也包括條件表達式。

支持多語言插件： APISIX目前支持了80多種的插件，但是為了涵蓋用戶多樣復雜的使用場景，用戶可以針對具體業務進行定制化插件開發。APISIX對自定義插件的支持主要有兩種，一種是通過Plugin Runner來支持更多主流變成語言（java，python，go等），讓用戶可以通過本地rpc通信，實現插件開發；第二種是支持wasm開發插件，用戶可以使用嵌入到apisix中的wasm編譯wasm的字節碼，以支持插件在apisix中運行，提高利用率。