一文了解負載平衡器、反向代理、API 網關差異
一文了解負載平衡器、反向代理、API 網關差異
簡介
您是否理解負載平衡器、反向代理和API 網關等多元元件之間的差異？不確定哪個元件最適合您的Web 應用程式？這些關鍵元件在現代Web 架構中發揮著至關重要的作用，了解它們的工作原理對於建立高效、安全和可擴展的Web 應用程式至關重要。在本文中，我們將揭開這些概念的神秘面紗，並希望幫助您為下一個專案架構實現做出明智的決策。
接下來用一個不恰當比喻來初步認識各個組件的功能：想像一下在一個快遞處理中心中，負載平衡器充當領班，確保每位分類工人都有相對平均的工作量以達到負載的目的；反向代理商是熟練的工人，負責快速知曉不同快遞發往不同的目的地並確保正確的處理；API網關是中心經理，負責監督和控制分類的各個方面。現在，讓我們將這個類比應用到Web 應用程式的世界中。
您是否知道Amazon 和Netflix 等網站每天處理數十億個請求？面對如此大的流量，有效地分配負載至關重要。輸入負載平衡器，它可以優化效能並確保高可用性。但是負載平衡器與反向代理有何不同？何時應該使用每個組件？我們將深入探討這些問題以及更多問題。
負載平衡
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負載平衡（ Load balancing ）是一種將工作負載（例如網路流量、資料請求、運算任務等）分配到多個運算資源（例如伺服器、虛擬機器、容器等）的技術，以便優化效能、提高可靠性和增加可擴展性。負載平衡器通常位於應用程式前端，接受並指派傳入的請求。透過使用演算法來確定分配請求的最佳方式，負載平衡器可以防止任何一個資源過載或失效而導致應用程式的效能下降或停止回應。
負載平衡可以透過多種方式實現，例如基於輪詢、基於最少連接數、基於IP雜湊等演算法來分配請求。負載平衡也可以採用硬體設備或軟體實現，或是結合兩者的混合解決方案。負載平衡可以採用多種解決方案來實現，以下是常見的幾種：
- 硬體負載平衡：採用專用的硬體設備來進行負載平衡，例如F5、Cisco ACE等。
- 軟體負載平衡：採用軟體程式來進行負載平衡，例如HAProxy、Nginx、Apache等。
- DNS負載平衡：透過DNS解析來進行負載平衡，例如使用DNS輪詢或權重調度等方式。
- 防火牆負載平衡：利用防火牆設備進行負載平衡，例如使用Fortinet、Checkpoint等。
- 虛擬IP負載平衡：將多個實體設備組成一個虛擬設備，並透過共用一個IP位址來進行負載平衡，例如LVS、Keepalived等。
- CDN負載平衡：利用內容傳遞網路（CDN）來進行負載平衡，例如使用阿里雲CDN、騰訊雲CDN等。
反向代理
代理是一種特殊的網路服務。用通俗點的說法，便是代理作為客戶端與服務的中轉。我們可以透過代理在客戶端與伺服器之間進行連線。反向代理代理的是伺服器/網站。以反代伺服器負責接收客戶端的請求，再傳送給內部網路伺服器/網站。
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如果您的後端伺服器具有必須保持安全的敏感訊息，例如信用卡號資料庫，可在防火牆外部設定一個代理伺服器作為後端伺服器的「替身」。當外部客戶機嘗試存取後端伺服器時，會將其送到後端伺服器。實際內容位於後端伺服器上，在防火牆內部受到安全保護。代理伺服器位於防火牆外部，在客戶端看來就像是提供服務的後端伺服器。
API網關
API網關是一個系統的唯一入口。是眾多分散式服務唯一的一個出口。它做到了實體隔離,內網服務只有透過網關才能暴露到外網被別人存取。從業務層面來說，當客戶端完成某個業務的時候，就需要同時呼叫多個微服務。從系統層面來說，任何一個應用系統如果需要被其他系統調用，就需要暴露API，這些API 代表的功能點。它為外部的呼叫提供了一個統一的存取入口。提供了身分認證、權限管理、流量控制、監控、跨網域處理等。
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由於微服務的盛行，API 網關悄悄興起。針對API 網關本身講述了其存在的原因，它不僅提供了服務的門面，而且可以協調不同的系統之間的通訊以及服務不同的客戶端介面。
負載平衡器、反向代理和API 網關的比較
負載平衡器與反向代理有何不同？雖然這兩個元件都分發請求，但負載平衡器主要專注於透過在多個後端伺服器之間分發流量來提高效能、可用性和容錯能力。另一方面，反向代理在應用程式層運行並提供附加功能，例如URL 重寫、內容壓縮和存取控制。那麼，什麼時候應該選擇負載平衡器或反向代理呢？這取決於您的特定要求以及您是否需要高級應用程式級功能。
但是API 網關呢？API 閘道最適合微服務架構，其中多個API 需要集中管理、安全性和可擴充性。與負載平衡器和反向代理程式不同，API 閘道提供身份驗證、速率限制、請求/回應轉換和監控等進階功能。如果您的應用程式嚴重依賴API，那麼API 網關對於您的架構來說是非常寶貴的補充。
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在許多情況下，您會發現負載平衡器、反向代理和API 網關協同工作，以建立高效、安全且可擴展的Web 應用程式。例如，您可以使用負載平衡器在多個反向代理之間分配流量，從而保護和最佳化對後端服務的請求。或者，您可以將API 閘道與負載平衡器結合使用來管理和擴充API，同時保持高可用性。
總結
利用負載平衡器、反向代理和API 網關在你的業務架構中可能很難區分和選擇，但有了正確的知識，您就可以做出明智的決策並為您的Web 應用程式選擇完美的元件。
請記住，負載平衡器在多個後端伺服器之間分配流量，反向代理提供額外的應用程式級功能，API 閘道為基於微服務的應用程式提供集中管理和安全性。