API Gateway Là Gì? 4 Trường Hợp Sử Dụng API Gateway.

Trong thời đại của công nghệ số, việc liên kết và tương tác giữa các hệ thống và ứng dụng đã trở thành một yếu tố không thể thiếu để xây dựng một hệ sinh thái kỹ thuật phát triển. API Gateway – “cổng API” chính là một giải pháp tối ưu cho việc quản lý và kiểm soát giao tiếp API trong môi trường phức tạp ngày nay. Được biết đến với tính linh hoạt và khả năng tăng cường hiệu suất, API Gateway đã trở thành một công cụ quan trọng không chỉ đối với các nhà phát triển và nhà quản lý công nghệ, mà còn đối với các doanh nghiệp muốn tận dụng sức mạnh của việc kết nối dữ liệu và dịch vụ.

Table of Contents

1. API Gateway là gì?

API, viết tắt của Application Programming Interface, đại diện cho một bộ công cụ được sử dụng để xây dựng ứng dụng. Nó cung cấp các phương thức và giao thức cho phép tương tác và tích hợp giữa các ứng dụng và hệ thống.

API Gateway, là một công cụ quản lý API, đóng vai trò trung gian giữa các máy khách (client) và nhóm các dịch vụ backend. Tương tự như một reverse proxy, API Gateway nhận các yêu cầu gọi API từ máy khách, sau đó tìm và tổng hợp các tài nguyên phù hợp trước khi gửi phản hồi trở lại cho mỗi yêu cầu API. (Theo AWS)

Khi đó, ta có sơ đồ hệ thống như sau:

Sơ đồ hệ thống API Gateway

Ngoài việc thực hiện chức năng proxy yêu cầu, một hệ thống API Gateway thường đảm nhận nhiều vai trò khác như bảo mật API, giám sát, phân tích số lượng yêu cầu và tình trạng hệ thống phía sau.

Một ví dụ rõ nhất về API Gateway là Netflix API Gateway. Dịch vụ phát trực tuyến Netflix được truy cập thông qua hàng trăm loại thiết bị khác nhau như TV, điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop và nhiều hơn nữa. Trong trường hợp này, API Gateway đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các giải pháp phù hợp cho tất cả các dịch vụ của Netflix, bằng cách đảm bảo bảo mật và kiểm soát truy cập, giám sát số lượng yêu cầu và cung cấp phân tích cho mục đích tối ưu hóa hiệu suất và trải nghiệm người dùng.

2. Các trường hợp sử dụng API Gateway

2.1. Trong các hệ thống dựa trên microservice

API gateway đã trở thành một tiêu chuẩn quản lý môi trường microservices. Đối với các tổ chức muốn chuyển đổi từ mô hình monolith sang microservices, API gateway là một công cụ phù hợp. Nhiều người làm việc trong lĩnh vực microservices đã tận dụng API gateway để quản lý và tương tác với các dịch vụ microservice.

2.2. Phát triển serverless

Các ứng dụng serverless, tương tự như microservices, xử lý các hàm và yêu cầu một giao diện thống nhất, một điểm kết nối và nhập khẩu cho yêu cầu từ người dùng. API gateway đã trở thành một công cụ hỗ trợ cho việc triển khai và quản lý điện toán serverless.

2.3. Hỗ trợ đa nền tảng

Sự phát triển của thiết bị di động và TV đã mở ra nhiều cơ hội kết nối hơn trước đây, tạo ra các thách thức mới cho nhà phát triển. Các nền tảng này thường có các yêu cầu mạng và băng thông khác biệt do hạn chế phần cứng. Ví dụ, một thiết bị di động kết nối qua mạng di động sẽ có băng thông hạn chế hơn so với một máy tính desktop kết nối qua mạng LAN. API gateway cung cấp một giải pháp linh hoạt để cung cấp dữ liệu phù hợp cho từng khách hàng dựa trên yêu cầu từ các thiết bị khác nhau.

2.4. Kiếm tiền từ API (API monetization)

Xây dựng và quản lý một nền tảng quản lý API toàn diện không phải là một nhiệm vụ đơn giản và không rẻ. Trước khi triển khai, ta cần xem xét và so sánh các lựa chọn khác nhau và đảm bảo chúng phù hợp với nhu cầu của tổ chức. Quá trình này đòi hỏi cam kết về thời gian và tài chính. Vì vậy, sử dụng API gateway giúp việc triển khai nhanh chóng hơn và khi xác định được đó là một phần quan trọng của chiến lược kinh doanh, ta có thể nâng cấp lên một nền tảng quản lý API toàn diện.

3. Các thành phần của API Gateway

Bảo mật (Security)
Bộ nhớ đệm (Caching)
Thành phần và tiến trình API (API composition and processing)
Quản lý hạn mức truy cập (Managing access quotas)
Theo dõi tình trạng API (API health monitoring)
Lập phiên bản (Versioning)
Định tuyến (Routing)

Các thành phần của API Gateway

4. Cách thức hoạt động của API Gateway

Xác thực và ủy quyền: API gateway cho phép tổ chức xác thực các lệnh gọi API bằng cách sử dụng các cơ chế như xác thực token và kiểm tra JSON Web Token, đồng thời cho phép quản lý quyền truy cập API cho ứng dụng và người dùng thông qua cấu hình tùy chỉnh.
Giới hạn tốc độ và phân tích lưu lượng: API gateway có khả năng điều chỉnh yêu cầu API để ngăn chặn các backend service bị quá tải. Các biện pháp kiểm soát có thể giới hạn tần suất gửi yêu cầu và kích thước phản hồi, đặt chính sách phản hồi dựa trên quy tắc và cung cấp cảnh báo về lưu lượng API không bình thường.
Cấu hình và thực thi chính sách WAF: API gateway hỗ trợ việc cấu hình chính sách WAF để bảo vệ các API instance và endpoint khỏi các cuộc tấn công injection attack. Nó tự động cập nhật các chữ ký bảo mật áp dụng và kiểm tra lỗi tràn bộ đệm dữ liệu.
Định tuyến và tối ưu hóa nội dung: Với API gateway, bạn có thể đảm bảo các lệnh gọi API được chuyển đến điểm đích tốt nhất thông qua sự kết hợp của khả năng cân bằng tải và chuyển đổi nội dung. Các thông số định tuyến bao gồm URL, phương thức HTTP và biểu thức chính sách (policy expression).
Chuyển đổi và quản lý chính sách phản hồi: Tùy thuộc vào giao thức, API gateway cho phép viết lại và quản lý chính sách phản hồi, đảm bảo sự đáng tin cậy khi chuyển hướng yêu cầu từ người dùng đến các điểm đích tối ưu.
Thông tin chi tiết và thực thi bảo mật Single-Pass: API gateway hiện đại tích hợp nhiều chức năng bảo mật API vào một thiết bị xử lý WAF, cân bằng tải, định tuyến nội dung và nhiều hơn nữa trong một quá trình xử lý duy nhất. Việc đơn giản hóa kiến trúc bảo mật API này trong API gateway cũng cải thiện hiệu suất của ứng dụng.

5. Lợi ích của việc sử dụng API Gateway

Che dấu được cấu trúc của hệ thống microservices với bên ngoài	Clients sẽ tương tác với hệ thống của chúng ta thông qua api gateway chứ không gọi trực tiếp tới một services cụ thể, các endpoints của các services sẽ chỉ được gọi nội bộ, tức là gọi giữa các services với nhau hoặc được gọi từ API gateway, người dùng sẽ gọi các api này thông qua các public endpoints từ API Gateway. Chính vì vậy cho nên phía client không cần và cũng không thể biết được các services phía backend được phân chia như thế nào, việc refactor code frontend cũng dễ dàng hơn đối với lập trình viên.
Phần code phía frontend sẽ gọn gàng hơn	Vì không phải tracking nhiều endpoints, tất cả chỉ việc gọi đến api gateway nên phần code frontend sẽ gọn gàng hơn so với việc phải tracking hàng tá endpoints trên từng services một, nhất là khi mà hệ thống ngày một phình to ra.
Dễ dàng theo dõi và quản lý traffic	Hầu hết các hệ thống API Gateway phổ biến hiện nay đều sẽ đi kèm tính năng theo dõi và quản lý lượng traffic bằng GUI hoặc thông qua các APIs của hệ thống Gateway
Requests caching và cân bằng tải	API Gateway sẽ kiêm luôn vai trò load balancer của hệ thống, requests sẽ không được gửi trực tiếp đến backend nên sẽ giảm thiểu được rủi ro hệ thống bị quá tải.
Thêm một lớp bảo mật nữa cho hệ thống	Giúp ngăn chặn các cuộc tấn công bằng cách thêm một lớp bảo vệ các loại tấn công như DDOS, SLQ Injections,…
Thay thế authentication services	API Gateway thường cung cấp nhiều cơ chế xác thực, chúng ta có thể sử dụng nó để xác thực người dùng luôn, giúp tiết kiệm thời gian và làm hệ thống chúng ta đơn giản hơn.

6. Nhược điểm khi sử dụng API gateway

Tăng thời gian response	Vì phải đi qua server trung gian cho nên việc response sẽ bị trễ hơn so với việc gọi trực tiếp tới hệ thống.
Thêm tác nhân gây lỗi	Để sử dụng API Gateway thì chúng ta sẽ phải config, rồi chỉnh sửa code, quản lý server gateway… khiến cho chúng ta có thêm việc phải lo, chẳng may gateway có lỗi thì requests sẽ không thể tới được phía server.
Có thể gây nghẽn cổ chai	Nếu như không được scale hay config hợp lý thì gateway sẽ có thể bị quá tải và làm chậm hệ thống.
Chi phí cao	Tiền server, tiền điện, tiền quản lý hệ thống api gateway, với hệ thống lớn cần các tính năng xịn sò thì còn tốn thêm tiền mua bản Enterpise của các API gateway nữa này, tính ra cũng không rẻ chút nào cả.

7. Một số lời khuyên cho người dùng

Khi triển khai API gateway, bạn có thể lựa chọn một giải pháp có sẵn hoặc tự xây dựng một API gateway tùy chỉnh, tuy nhiên điều này có thể gắn kết với một số chi phí bổ sung.

Để giúp bạn đưa ra quyết định thông minh, dưới đây là 2 yếu tố chính cần xem xét:

Đánh giá công nghệ hiện có trong tổ chức của bạn: Có thể có một giải pháp sẵn có từ một tập hợp công cụ hiện tại, cung cấp các chức năng tương tự. Trong một số trường hợp, nhóm của bạn có thể mở rộng tính năng của phần mềm hiện có một cách tạm thời mà không đòi hỏi quá nhiều thời gian và công sức.
Đánh giá tổng chi phí sở hữu giải pháp và so sánh nó với tiềm năng của công cụ trong tương lai: Trên thị trường, có nhiều tùy chọn mã nguồn mở khả dụng, vì vậy có thể khá khả thi nếu bạn lựa chọn một giải pháp phổ biến phù hợp với mục tiêu của bạn. Hãy tính toán tổng chi phí sở hữu và đánh giá nó so với lợi ích và khả năng mở rộng của giải pháp trong tương lai.

8. Các câu hỏi thường gặp

API Gateway khác gì với API?

API Gateway và API là hai khái niệm có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, nhưng đó là hai khái niệm khác nhau và phục vụ các mục đích khác nhau.

API (Application Programming Interface) đại diện cho một tập hợp các quy tắc và giao thức được sử dụng để xây dựng và tích hợp các ứng dụng phần mềm. API cung cấp các phương thức và giao thức cho phép các ứng dụng và hệ thống khác có thể tương tác và trao đổi dữ liệu với nhau. Nó định nghĩa các điểm cuối (endpoints) mà các ứng dụng có thể truy cập để gửi yêu cầu và nhận kết quả từ các dịch vụ và tài nguyên.

API Gateway, “cổng API,” là một lớp trung gian giữa các khách hàng (clients) và các dịch vụ API của một hệ thống. Nó hoạt động như một cổng chuyển tiếp, định tuyến yêu cầu từ khách hàng tới các dịch vụ API phù hợp. API Gateway cung cấp một lớp trừu tượng hóa giúp quản lý, bảo mật, và kiểm soát giao tiếp giữa khách hàng và các dịch vụ API bên dưới.

Điểm khác biệt chính giữa API và API Gateway là API chỉ đại diện cho các điểm cuối của dịch vụ API cụ thể, trong khi API Gateway là một thành phần trung gian tổng thể quản lý giao tiếp của nhiều dịch vụ API khác nhau.

Có thật sự cần đến API Gateway?

Câu trả lời là tùy vào quy mô và phức tạp của một hệ thống. Tuy nhiên, trong môi trường phát triển hiện đại, API Gateway đã trở thành một công cụ quan trọng và cần thiết cho các doanh nghiệp và tổ chức với các hệ thống phức tạp và quy mô lớn. Dưới đây là một số lý do tại sao API Gateway là một sự lựa chọn hợp lý:

Quản lý giao tiếp: API Gateway giúp quản lý và kiểm soát giao tiếp giữa khách hàng và các dịch vụ API. Nó cho phép xác thực, ủy quyền, kiểm soát tải, giám sát và quản lý các yêu cầu và phản hồi.
Bảo mật: API Gateway cung cấp lớp bảo mật trung gian giữa khách hàng và dịch vụ API. Nó giúp bảo vệ các dịch vụ và nguồn tài nguyên khỏi các cuộc tấn công bên ngoài bằng cách xác thực yêu cầu, mã hóa dữ liệu và áp dụng các biện pháp bảo mật khác.
Hiệu suất: API Gateway cung cấp các tính năng tối ưu hóa hiệu suất như bộ đệm, bộ gộp yêu cầu (request aggregation) và bộ giao nối (caching) để cải thiện tốc độ truy cập và giảm tải cho các dịch vụ backend.
Quản lý phiên (session management): API Gateway có thể giữ quản lý phiên cho các giao tiếp API, cho phép theo dõi trạng thái phiên của người dùng và thực hiện các chính sách quản lý phiên như giới hạn thời gian phiên hoặc tái sử dụng phiên đã tồn tại.

API Gateway hỗ trợ những loại giao thức nào?

API Gateway thường hỗ trợ nhiều loại giao thức phổ biến trong việc giao tiếp và tích hợp các dịch vụ và ứng dụng:

HTTP/HTTPS: Giao thức truyền thông web tiêu chuẩn, được sử dụng rộng rãi cho giao tiếp trên Internet.
REST (Representational State Transfer): Mô hình kiến trúc phổ biến dựa trên giao thức HTTP cho các dịch vụ web.
GraphQL: Ngôn ngữ truy vấn và kiểu dữ liệu cho các API, cho phép lấy dữ liệu theo yêu cầu của khách hàng.
WebSockets: Giao thức cho phép truyền dữ liệu hai chiều liên tục và thời gian thực giữa máy khách và máy chủ.
AMQP (Advanced Message Queuing Protocol): Giao thức cho phép truyền thông tin qua hàng đợi tin nhắn (message queue) giữa các ứng dụng và dịch vụ.

Trên hết, API Gateway không chỉ là một khái niệm trừu tượng hay một giải pháp công nghệ mới mẻ. Nó đóng vai trò là một cầu nối quan trọng giữa các hệ thống, ứng dụng và dịch vụ, giúp xây dựng một môi trường liên kết linh hoạt, tiện ích và bảo mật. Với khả năng quản lý, kiểm soát và tăng cường hiệu suất, API Gateway không chỉ giúp tối ưu hóa quá trình phát triển ứng dụng mà còn thúc đẩy sự sáng tạo và đổi mới trong lĩnh vực công nghệ. Do đó, sử dụng API Gateway không chỉ là một lựa chọn thông minh, mà còn là một bước tiến quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống kỹ thuật tiên tiến và cạnh tranh trong thời đại số hóa ngày nay. Đừng quên cập nhật các bài viết mới nhất về công nghệ trên Genlogin nhé!