API网关与负载均衡器的区别及如何选择

不论您是否具有丰富的 Web 开发经验，您可能都听说过负载均衡器和 API 网关。表面上看，这两者似乎可以互换使用，因为它们都位于 Web 客户端和服务器之间，并且都可以将请求分发到不同的服务器。然而，这两个术语实际上代表了两种具有不同目的的基础设施服务。理解它们的差异将帮助您构建更具扩展性和可靠性的 Web 应用程序。

例如，在设计电子商务网站时，您需要明确负载均衡器和 API 网关的角色，然后再决定使用哪一种。负载均衡器能够通过将请求分发到多台服务器来处理流量高峰，从而确保用户体验的流畅性。而 API 网关则可以处理身份验证和授权等任务，为用户提供安全的在线购物体验。

本文将详细介绍负载均衡器和 API 网关的功能及其适用场景，帮助您根据实际需求选择合适的解决方案。此外，还将探讨在某些情况下将两者结合使用的优势。

了解负载均衡器

负载均衡器的主要功能是将请求分配到运行同一应用程序的多个服务器之间。通过将服务器组合成一个服务器池，负载均衡器可以将客户端的请求委派给池中的某一台服务器，并返回相应的响应。

负载均衡算法

负载均衡器在分配请求时使用多种算法，主要分为静态和动态两种类型：

静态负载均衡

循环算法：按照固定顺序依次将请求分发到服务器。
加权循环算法：为服务器分配权重，容量更大的服务器接收更多请求。
随机算法：将请求随机分配到服务器。

动态负载均衡

最少连接算法：将请求分配给当前连接数最少的服务器。
加权最少连接算法：结合服务器权重和连接数分配请求。
最少带宽算法：优先选择带宽占用最少的服务器。
最少响应时间算法：根据服务器的平均响应时间分配请求。

不同 OSI 层的负载均衡器

负载均衡器可以在 OSI 模型的不同层次运行，每种实现方式都有其独特的特点和用途：

应用层（第 7 层）：支持高级功能，如 SSL 终止、压缩和会话持久性。
传输层（第 4 层）：基于 IP 地址和端口号进行高效的流量转发。
网络层（第 3 层）：实现全局服务器负载均衡，支持跨数据中心的流量分配。
数据链路层（第 2 层）：在局域网内高效分配流量，适用于数据中心环境。

负载均衡器的优势

提升可用性：通过分散流量，降低单点故障的风险。
增强扩展性：可以轻松添加新服务器以应对流量增长。
优化性能：动态调整流量分配，确保服务器资源的高效利用。

负载均衡器的使用场景

高流量分布：适用于需要在多台服务器间分配请求的高流量网站。
改进冗余性：在服务器故障时自动将流量重定向到健康的服务器。
SSL 终止：在分发请求前解密数据，减轻服务器负担。
会话持久性：确保用户的所有请求都由同一服务器处理。
运行状况检查：主动监控服务器状态，优化请求路由。

了解 API 网关

API 网关是为所有后端服务提供单一入口的组件。当客户端发送请求时，API 网关会将其路由到正确的服务，同时处理身份验证、授权、日志记录和协议转换等任务。

API 网关请求和响应流程

API 网关的优势

简化 API 管理：集中控制和监控，便于维护和更新。
增强安全性：支持身份验证、授权和速率限制，防止滥用。
协议转换：将请求转换为后端服务可接受的格式。
统一接口：为内部服务提供一致的 API，抽象基础设施细节。

API 网关的使用场景

集中管理和安全：适用于需要为多个服务实现统一安全策略的场景。
支持遗留系统：通过协议转换兼容旧系统。
优化开发体验：为开发者提供单一端点，简化 API 调用。
速率限制和节流：防止恶意请求导致服务过载。
缓存静态内容：减少对后端服务的请求，提升性能。

同时使用负载均衡器和 API 网关

尽管负载均衡器和 API 网关的功能不同，但它们可以结合使用，以实现更高效的流量管理和更强的安全性。

结合使用的优势

高可用性：负载均衡器分散流量，API 网关减少不必要的请求。
增强安全性：结合身份验证和 SSL/TLS 终止功能。
优化性能：通过缓存和动态路由提升应用程序的响应速度。

适用场景

微服务架构：简化微服务的公开流程。
高流量应用：通过缓存和负载分配应对流量高峰。
混合云环境：支持跨公共和私有云的服务访问。

结论

负载均衡器和 API 网关在功能和用途上各有侧重。负载均衡器适合跨多台服务器扩展单一应用，而 API 网关则更适合管理和保护多个服务的访问。在高流量或复杂架构的场景中，将两者结合使用可以显著提升系统的可用性和性能。

根据您的具体需求，选择合适的解决方案，或将两者结合使用，以构建高效、安全且可扩展的应用程序架构。

原文链接: https://deploy.equinix.com/blog/how-api-gateways-differ-from-load-balancers-and-which-to-use/