API网关-APISIX简介

本文分享自天翼云开发者社区《API网关-APISIX简介》，作者:w****n

Apache APISIX 是一个动态、实时、高性能的云原生 API 网关，提供了负载均衡、动态上游、灰度发布、服务熔断、身份认证、可观测性等丰富的流量管理功能。APISIX 构建于nginx+ngx_lua的技术基础之上，充分利用了LuaJIT所提供的强大性能，基于openresty+etcd实现了云原生，高性能，可扩展的微服务API网关。

APISIX主要包括两部分：

1. apisix core：apisix核心提供了诸如API管理，路由匹配，负载均衡，服务发现等api网关的主要功能； 另外也支持多语言插件运行时，提供了原生lua插件的运行框架和其他常规语言（例如go，java，python等）运行时支持，也包括wasm；

2. apisix plugin：apisix插件提供了功能丰富的各种内置插件，包括：

1）鉴权，各种类型认证, jwt，basic-auth， cas-auth，ldap-auth等

2）安全，ip黑白名单，用户黑白名单，referer黑白名单，cors，用户拦截等

3）流量控制， 限流（包括流速限制，连接数限制，请求限制等），熔断，镜像请求等；

4）可观测性，各种监控插件支持，日志投递，链路追踪等；

5）多协议支持

APISIX的技术优势

无数据库依赖： 目前大多数API网关产品在关系数据库中存储API数据、路由、证书和配置信息，但如果数据库出现故障，这种方法可能会导致可用性问题。相比之下，APISIX使用etcd存储配置信息可以实现实时更新，并更好地反映API网关的高可用性要求。此外，使用etcd作为存储系统使APISIX与云原生架构更加兼容，并允许更快地更新配置信息。

高性能的路由匹配算法：API 网关需要使用匹配算法来决定如何处理每个请求，而一个优秀的匹配算法是必不可少的。Hash 算法性能不错，但无法实现模糊匹配；正则可以模糊匹配，但性能不好。APISIX 选择使用 RadixTree 这种高效且支持模糊匹配的搜索数据结构，它提供了kv存储查找的数据结构并对只有一个子节点的中间节点进行了压缩，支持一个前缀下有多个不同路由的场景（具体实现可见 lua-resty-radixtree）。即当对某个请求进行匹配时，RadixTree 将采用层层递进的方式进行匹配，其复杂度为 O(K)（K 是路由中 URI 的长度，与 API 数量多少无关），该算法非常适合公有云、CDN以及路由数量比较多的场景，可以很好地满足路由数量快速增长的需求。

高性能IP匹配算法： APISIX 的 IP 匹配算法与路由匹配算法所使用的原理以及原始数据是不一样的。以 192.168.1.1 这个 IP 为例，由于每个 IP 段的范围是 0 到 255，因此在对 IP 进行匹配时我们可以认为 IP 地址是由 4 个16 位整数型的数构成的，IP 长度是固定的。那么我们可以采用更高效的算法完成匹配。假设现在有一个包含 500 条 IPv4 记录的 IP 库，APISIX 会将 500 条 IPv4 的记录缓存在 Hash 表中，当进行 IP 匹配时使用 Hash 的方式进行查找，时间复杂度为 O(1)。而其他 API 网关则是通过遍历的方式完成 IP 匹配，发送到网关每个请求将逐个遍历最多 500 次是否相等后才能知道计算结果。所以 APISIX 的 高精度 IP 匹配算法大大提高了需要进行海量 IP 黑白名单匹配场景（如 WAF）的效率。

精细化路由： API 网关通过请求中的流量特征完成预设规则的匹配，常见特征包含了请求中的 Host、URI 路径、URI 查询参数、URI 路径参数、HTTP 请求方法、请求头等；除此之外，APISIX还支持更多特性以解决复杂多变的应用场景。既包括NGINX内置变量， 也包括条件表达式。

支持多语言插件： APISIX目前支持了80多种的插件，但是为了涵盖用户多样复杂的使用场景，用户可以针对具体业务进行定制化插件开发。APISIX对自定义插件的支持主要有两种，一种是通过Plugin Runner来支持更多主流变成语言（java，python，go等），让用户可以通过本地rpc通信，实现插件开发；第二种是支持wasm开发插件，用户可以使用嵌入到apisix中的wasm编译wasm的字节码，以支持插件在apisix中运行，提高利用率。