مطالعه و ارزیابی نقش API Gateway در معماری نرم افزار

چکیده متن

در دنیای امروز با رشد سریع سامانه‌های نرم‌افزاری و افزایش خدمات الکترونیک، اهمیت ارتباط یکپارچه و کیفیت بالا بین سامانه‌های نرم‌افزاری بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. برای ارائه خدمات یکپارچه، نیاز به ارتباط مؤثر بین دو یا چند سامانه نرم‌افزاری به‌صورت یکپارچه حائز اهمیت است. این نیاز به وجود مفهوم رابط برنامه‌نویسی کاربردی یا API انجامیده که ارتباطات با سرعت و امنیت بالا را فراهم می‌کند و حتی جنبه‌های اقتصادی را نیز پوشش می‌دهد.

در مواجهه با حجم بالای استفاده از API ها و نیاز به کنترل دقیق و مدیریت ارتباطات بین آن‌ها، مفهوم دروازه API یا API Gateway به‌وجود آمده است. این دروازه فرآیند مدیریت و ارتباط امن بین API ها را فراهم می‌کند تا امکان ارتباط برخط و بدون تأثیر منفی بر عملکرد هر API فراهم شود.

مقدمه

معماری نرم‌افزار به عنوان یکی از مباحث مهم در زمینه توسعه نرم‌افزارها و سیستم‌های اطلاعاتی، از اهمیت بسیاری برخوردار است از جمله موضوعاتی که اخیراً در حوزه معماری نرم‌افزار به ویژه در سیستم‌های مبتنی بر وب موردتوجه زیادی قرار گرفته است، نقش دروازه‌های API یا Gateways API می‌باشد.

قبل از آن که سراغ API Gateway برویم لازم است توضیح مختصری راجع به API بدهیم.

تعریف API: عبارت API مخفف "Application Programming Interface" است. یک API مجموعه‌ای از روش‌ها و تعریف‌ها است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد با سایر برنامه‌ها یا سرویس‌ها ارتباط برقرار کنند. API ها به توسعه‌دهندگان امکان اتصال و ارتباط با سرویس‌های دیگر را فراهم می‌کنند، بدون اینکه جزئیات داخلی سرویس مقصد به آن‌ها نشان داده شود. API ها در انواع مختلفی وجود دارند، از جمله RESTful APIs که بر اساس استانداردهای REST ساخته شده‌اند، و یا SOAP APIs که از فرمت پروتکل SOAP برای ارتباط استفاده می‌کنند. هر API دارای دستورات مشخصی است که توسط توسعه‌دهندگان برای ارسال و دریافت اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. API ها از طریق درخواست‌های HTTP یا HTTPS عمل می‌کنند و می‌توانند به صورت مستقیم یا از طریق یک واسط میانی مانند API Gateway به سایر سرویس‌ها متصل شوند. این ارتباطات امکان انجام عملیات مختلف از جمله درخواست و ارسال داده‌ها، احراز هویت کاربران، و انجام عملیات مختلف در سیستم مقصد را فراهم می‌کنند.

تعریف API Gateway: با توجه به موارد ذکرشده راجع به API باید گفت که API Gateway به‌عنوان یک دروازه مرکزی بین سرویس‌های نرم‌افزاری و کاربران یا دیگر سیستم‌ها عمل می‌کند. این ابزار، نقطه واسط اصلی برای مدیریت و کنترل تمامی درخواست‌ها و پاسخ‌های مربوط به API هاست. نقش اصلی آن در تسهیل ارتباطات و تبادل اطلاعات بین اجزای مختلف سیستم‌ها و کاربران است. API Gateway به‌عنوان یک‌لایه میانی بین سرویس‌های مختلف، وظایفی ازجمله مسیریابی درخواست‌ها، مدیریت دسترسی، ترتیب و اصلاح داده‌ها، نظارت بر امنیت و انجام عملیات‌های تبدیل داده را بر عهده دارد. این ابزار در بهبود کارایی، امنیت و مدیریت یکپارچگی در معماری نرم‌افزار بسیار حائز اهمیت است.

معماری میکروسرویس

معماری میکرو سرویس یک الگوی معماری نرم‌افزاری است که در آن، یک برنامه بزرگ به چندین سرویس کوچک‌تر (میکرو سرویس) تقسیم می‌شود، هرکدام به‌طور مستقل از دیگران قابل توسعه و اجرا هستند. این معماری به توسعه، مدیریت و پیشرفت پروژه‌های نرم‌افزاری کمک می‌کند.

در معماری میکرو سرویس برنامه به چندین سرویس مستقل تقسیم می‌شود، هرکدام مسئولیت مشخصی را انجام می‌دهد. این تقسیم‌بندی بر اساس قابلیت‌ها و عملکردهای خاص صورت می‌گیرد. همچنین هر میکرو سرویس به‌صورت مستقل اجرا و توسعه داده می‌شود بدون اینکه بر سایر سرویس‌ها تأثیر داشته باشد. این استقلال امکان توسعه، آزمایش و ارتقاء سریع‌تر را فراهم می‌کند.

سرویس‌ها از روش‌ها و رابط‌های استانداردی برای ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کنند مانند REST، GraphQL یا مکانیزم‌های مبتنی بر پیغام. هر میکرو سرویس می‌تواند توسط یک تیم مجزا مدیریت شود که استقلال و انعطاف بیشتری را برای تیم‌ها فراهم می‌کند.

در این مدل معماری به دلیل استقلال و انعطاف بالا، استقرار، بهره‌وری و مدیریت عملکرد نیز بهبودیافته است. به‌طور خلاصه معماری میکرو سرویس می‌تواند به توسعه سریع‌تر، مدیریت آسان‌تر و بهبود کیفیت خدمات منجر شود. بااین‌حال، مدیریت مخاطراتی نظیر پیچیدگی افزایش‌یافته و نیاز به مدیریت صحیح توازن بین انعطاف‌پذیری و پایداری وجود دارد.

نیازمندی‌های اصلی میکروسرویس‌ها به یک دروازه API:

دروازه API در محیط میکرو سرویس‌ها نقش حیاتی ایفا می‌کند. این دروازه وظایف چندگانه‌ای را بر عهده دارد که به سیستم‌های میکرو سرویسی کمک می‌کند به‌صورت کارآمد عمل کنند. اولین نیازمندی این دروازه مدیریت مسیردهی است که به‌وسیله آن درخواست‌های مشتری به میکرو سرویس‌های مناسب هدایت می‌شوند. همچنین، امنیت اطلاعات نیز یکی دیگر از نیازمندی‌های حیاتی است که دروازه API باید اعمال کند؛ این شامل احراز هویت، کنترل دسترسی و مقابله با تهدیدهای امنیتی بر روی ترافیک میکرو سرویس‌ها می‌شود. درنهایت، کنترل ترافیک نیز از اهمیت زیادی برخوردار است؛ این دروازه باید توانایی توزیع بار، حافظه نهان‌سازی و مدیریت نرخ را داشته باشد تا ترافیک میکرو سرویس‌ها به بهترین شکل ممکن مدیریت شود.

نحوه همکاری دروازه API و میکروسرویس‌ها:

دروازه API و میکرو سرویس‌ها در یک سیستم مشترک همکاری می‌کنند تا از مزایای هرکدام بهینه‌سازی کنند. در این همکاری، دروازه API به‌عنوان یک نقطه ورودی مشترک برای تمامی درخواست‌های خارجی عمل می‌کند و با میکرو سرویس‌ها ارتباط برقرار می‌کند. این هماهنگی به‌صورت زیر است:

· مدیریت مسیردهی: دروازه API با تحلیل درخواست‌ها، مسیردهی به میکرو سرویس‌های مناسب را انجام می‌دهد. این تعیین مسیر به‌وسیله اطلاعاتی مانند URL، محتوا و قوانین تجاری صورت می‌پذیرد.

· امنیت: دروازه API به‌عنوان نقطه کنترل اصلی امنیت، احراز هویت و کنترل دسترسی را اعمال می‌کند. این امور بر روی ترافیک میکرو سرویس‌ها نظارت داشته و از تهدیدهای امنیتی جلوگیری می‌کند.

· کنترل ترافیک: دروازه API وظیفه توزیع بار، حافظه نهان‌سازی و مدیریت نرخ را بر عهده دارد. این اقدامات برای بهینه‌سازی عملکرد و مقیاس‌پذیری میکرو سرویس‌ها صورت می‌گیرد.

· تسهیل ارتباطات: دروازه API با ارائه یک واسط مشترک برای ارتباط با میکرو سرویس‌ها، از پیچیدگی ارتباطات بین میکرو سرویس‌ها کاسته و به یکپارچگی واحد برای اطلاعات و درخواست‌های خارجی ایجاد می‌کند.

· تسهیل تغییرات: این همکاری امکان به‌روزرسانی سریع میکرو سرویس‌ها را فراهم می‌کند. در صورت نیاز به تغییر در یک میکرو سرویس، تنها آن میکرو سرویس باید به‌روز شود و اثرات آن تنها در دامنه آن محدود خواهد شد، بدون تأثیر بر سایر میکرو سرویس‌ها.

یکپارچه‌سازی دسترسی به سرویس‌های غیرمتمرکز

در محیط میکرو سرویسی که سرویس‌ها به‌صورت غیرمتمرکز و در محیط‌های مختلف مستقر هستند، یکپارچه‌سازی دسترسی به این سرویس‌ها امری حیاتی است. دروازه API به‌عنوان نقطه ورودی اصلی، توانمندی فراهم می‌کند تا به یکپارچگی و مدیریت همگانی برای دسترسی به این سرویس‌ها بپردازد. این دروازه با تعیین مسیرها، مدیریت امنیت و کنترل دسترسی، توزیع بار و مدیریت ترافیک، امکان ایجاد یک تجربه یکپارچه برای کاربران و برنامه‌ها را فراهم می‌سازد. همچنین، با استفاده از استانداردهای ارتباطی مانند REST یا GraphQL، این دروازه به تسهیل ارتباطات و یکپارچه‌سازی درخواست‌ها بین سرویس‌های غیرمتمرکز کمک می‌کند. این تنظیمات یکنواخت و مرکزی‌سازی شده توانایی مدیریت بهتر و ارتقاء سیستم میکرو سرویسی را فراهم می‌آورد و از پیچیدگی‌های مرتبط با دسترسی به سرویس‌های مختلف در محیط‌های متفاوت جلوگیری می‌کند.

در ادامه مطلب به بررسی بیشتر راجع به API Gateway می‌پردازیم.

مزایای استفاده از API Gateway

همان‌طور که تاکنون گفته شد API ها ابزارهایی هستند که به کسب‌وکار شما کمک می‌کنند تا داده‌ها و خدمات منحصربه‌فرد را در برنامه‌های وب، برنامه‌های تلفن همراه و سایر دستگاه‌های متصل به‌راحتی در معرض دید قرار دهد. آن‌ها به روش استاندارد اتصال برنامه‌ها، داده‌ها و دستگاه‌ها، ارائه خدمات مستقیم به شرکا و ایجاد مدل‌های جدید برای انجام تجارت تبدیل‌شده‌اند. کسب‌وکار شما می‌تواند از یک دروازه APIبرای ایمن‌سازی و کنترل API هایی که برای برنامه‌های عمومی و خصوصی استفاده می‌کنید استفاده کند.

ازآنجایی‌که کسب‌وکارهای زیادی از معماری میکرو سرویس‌ توزیع‌شده استقبال می‌کنند، یک دروازه API همچنین می‌تواند برای مدیریت دسترسی API به میکرو سرویس‌ها و همراه با مش‌های سرویس و میکرو گیت‌وی، از بارگیری بیش‌ازحد دروازه‌های اصلی API استفاده کند. یک دروازه API می‌تواند مزایای کسب‌وکار شما را ارائه دهد، ازجمله:

ارائه خدمات قابل اعتماد؛ از آنجایی‌ که شرکت‌ها از استراتژی زیرساخت ترکیبی استقبال می‌کنند، باید خدمات، برنامه‌ها و منابع داده را در سراسر سیستم‌های مختلف داخلی و ابری یکپارچه کنند. یک دروازه API بخشی ضروری از یک استراتژی مدیریت API برای مدیریت کاربران، نظارت و تجزیه‌وتحلیل ترافیک و احراز هویت مجاز دسترسی به API ها با استفاده از خط‌مشی‌ها در یک مکان است.

سیاست‌های کلی (Governance)؛ یک دروازه API نحوه دسترسی برنامه‌ها و کاربران به داده‌ها، منطق تجاری یا عملکرد شما را ساده و استاندارد می‌کند. با ارائه راهی برای برنامه‌ها برای برقراری ارتباط هم‌زمان با استفاده از REST یا WebSocket API، دروازه‌های API به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا API هایی را در مقیاس ساده و منسجم، ایجاد، منتشر، نگهداری، نظارت و ایمن کنند.

تقویت امنیت: یک دروازه API می‌تواند ترافیک بین درخواست‌های مصرف‌کننده API و اجرای سرویس‌ها را ایمن کند و از سازمان شما در برابر تهدیداتی مانند حملات Denial of Service (DoS) بر اساس آدرس IP، دستگاه‌های تلفن همراه خاص یا حجم پیام محافظت کند.

نظارت بر استفاده از API:ازآنجاکه دروازه API ترافیک ورودی برنامه را کنترل می‌کند، می‌تواند گزارش‌هایی را نظارت و تولید کند که روندها و آمارهای مربوط به استفاده از API را برجسته می‌کند. دروازه API همچنین می‌تواند گزارش‌های ترافیکی ایجاد کند که به شما در شناسایی و رفع مشکلات زیرساخت کمک می‌کند.

و به‌صورت جزئی‌تر مزایای استفاده از API Gateway ها به‌صورت زیر است:

احراز هویت و کنترل دسترسی،API Gateway می‌تواند به‌عنوان نقطه ورود مشترک برای درخواست‌های خارجی عمل کند و مسئولیت تائید هویت و کنترل دسترسی را بر عهده بگیرد. با اعمال سیاست‌های دسترسی و تائید هویت، می‌توان به‌راحتی مشخص کرد که کدام درخواست‌ها مجاز هستند و کدام درخواست‌ها باید رد شوند. این امکان به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا به‌راحتی رابط‌های برنامه‌نویسی خود را از دسترسی‌های غیرمجاز محافظت کنند.

رمزنگاری و رمزگشایی، API Gateway می‌تواند ترافیک درخواست‌ها و پاسخ‌ها را رمزنگاری و رمزگشایی کند. با استفاده از پروتکل‌های امنیتی مانند HTTPS و SSL/TLS، می‌توان اطلاعات ارسالی بین سرویس‌ها و API Gateway را رمزنگاری کرده و از امکانات رمزگشایی استفاده کرد. این امکانات به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا از امنیت ارتباطات خود اطمینان حاصل کنند و جلوی حملات مخرب مانند جاسوسی یا تغییر درخواست‌ها را بگیرند.

مسیریابی و توزیع درخواست‌ها، API Gateway می‌تواند درخواست‌ها را به سرویس‌های مختلف در پشت خود توزیع کند، به همین ترتیب ترافیک را مدیریت کند. با استفاده از الگوریتم‌های مسیریابی مختلف مانند توزیع بار (Load Balancing)، می‌توان ترافیک را بین سرویس‌ها تقسیم کرده و بار سرورها را بهبود داد. این امکان به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا بتوانند بهبود کارایی و مقیاس‌پذیری سیستم خود را داشته باشند و از افزایش ترافیک بالا محافظت کنند.

کش‌سازی (Caching)، API Gateway می‌تواند درخواست‌ها و پاسخ‌ها را در حافظه نهان ذخیره کند (کش کند). با استفاده از کش‌سازی، می‌توان زمان پاسخ‌دهی را بهبود داده و بار سرورها را کاهش داد. این امکان به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا کارایی سیستم خود را بهبود داده و تأخیرهای مرتبط با درخواست‌های تکراری را کاهش دهند.

مدیریت ترافیک، API Gateway می‌تواند درخواست‌ها را به سرویس‌های مختلف در پشت خود توزیع کند و ترافیک را مدیریت کند. با استفاده از الگوریتم‌های مسیریابی مانند توزیع بار، می‌توان ترافیک را بین سرویس‌ها تقسیم کرده و بار تقسیم‌شده بین سرورها را بهبود داد. این امکان به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا بهبود کارایی و مقیاس‌پذیری سیستم خود را داشته باشند و از افزایش ترافیک بالا محافظت کنند.

نظارت و ثبت‌سپاری (Logging)، API Gateway می‌تواند درخواست‌ها و پاسخ‌ها را ثبت کرده و اطلاعات مربوط به آن‌ها را برای نظارت و تجزیه‌وتحلیل بعدی ذخیره کند. با Logging در API Gateway، می‌توانید اطلاعات مفیدی مانند زمان درخواست، IP مبدأ، مسیر درخواست و نتایج پاسخ را دریافت کنید. این اطلاعات می‌تواند برای اهداف امنیتی، عیب‌یابی، مانیتورینگ و بهبود عملکرد بکار گرفته شود. همچنین، با تجمیع و تحلیل این اطلاعات، می‌توان الگوهای استفاده از سرویس‌ها را شناسایی کرده و تصمیم‌گیری‌های بهتری در خصوص مدیریت ترافیک و بهبود عملکرد سیستم انجام داد.

3. پروتکل‌ها و استانداردهای پشتیبانی شده توسط API Gateway

معمولاً API Gateway از چندین پروتکل و استاندارد برای ارتباط با سرویس‌ها و دیگر اجزای سیستم استفاده می‌کند. در ادامه توضیحاتی درباره پروتکل‌ها و استانداردهای پشتیبانی شده توسط API Gateway آورده‌ایم. در این بخش هدف آشنایی هرچند مختصر با تکنولوژی‌های این حوزه هست و اینکه بدانیم هر مورد در چه قسمتی از مبحث API Gateway کاربرد دارد.

· پروتکل HTTP و HTTPS:

معمولاً API Gateway از پروتکل‌های HTTP و HTTPS برای ارتباط با سرویس‌ها و ارائه خدمات به کاربران استفاده می‌کند. این پروتکل‌ها به‌صورت استاندارد برای انتقال داده‌ها در شبکه اینترنت استفاده می‌شوند.

· استاندارد RESTful APIs:

بسیاری از API Gatewayها به‌عنوان یک دروازه RESTful عمل می‌کنند و استاندارد‌های REST را پشتیبانی می‌کنند. این شامل استفاده از مفاهیمی مانند منابع، مسیریابی یا مدیریت وضعیت‌ها می‌شود.

· پروتکل WebSocket:

برخی از API Gateway ها از پروتکل WebSocket نیز پشتیبانی می‌کنند که امکان برقراری ارتباط دائمی و realtime بین کلاینت‌ها و سرورها را فراهم می‌کند.

· تکنولوژی GraphQL:

در API Gateway ممکن است از GraphQL به‌عنوان یک زبان Query برای ارتباط با سرویس‌ها و تعریف نحوه درخواست داده‌ها استفاده شود. GraphQLامکان استعلام دقیق و مطابق با نیازهای کاربر را فراهم می‌کند.

· پروتکل SOAP:

برخی سیستم‌ها هنوز از پروتکل SOAPبرای ارتباط با سرویس‌ها استفاده می‌کنند. API Gatewayممکن است از استاندارد‌های SOAP برای اتصال به سرویس‌هایی که این پروتکل را پیاده‌سازی کرده‌اند، استفاده کند.

· پروتکل‌های AMQP و MQTT:

در مواردی که نیاز به ارتباطات رخداد محور یا event-driven است، API Gateway ممکن است از پروتکل‌هایی مانند AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)یا MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) برای ارسال و دریافت پیام‌ها استفاده کند.

· پروتکل‌های OAuth و OpenID Connect:

برای مدیریت احراز هویت و امنیت، API Gateway معمولاً از پروتکل‌های OAuthو OpenID Connect برای احراز هویت و اختیارات دسترسی به منابع استفاده می‌کند.

هر API Gateway ممکن است پشتیبانی از یک یا ترکیبی از این پروتکل‌ها را داشته باشد و این وابسته به نیازهای خاص هر پروژه است.

4. مدیریت امنیت در API Gateway

تأمین امنیت API، به کمک ترکیبی از چندین فناوری مختلف فراهم می‌شود تا بر اساس یک استراتژی یکپارچه عمل کنند و باهم هماهنگ شوند. استراتژی یکپارچه موردنظر باید دوجانبه باشد. ابتدا، باید یک دروازه (Gateway) API داشت که ستون فقرات استراتژی امنیتی API است. این دروازه بااتصال به ابزارهای تخصصی دیگر در صورت لزوم، امنیت را بالا می‌برد. با توجه به افزایش پیوسته جرائم سایبری و حجم بزرگ داده‌ها، حفاظت از API های در برابر دسترسی غیرمجاز نیاز به چندین قابلیت، از زمان طراحی تا زمان اجرا دارد که به‌تبع آن، نیاز به یک راه‌حل با دامنه گسترده‌تر هم وجود دارد که بتواند ارتباط با ارائه‌دهندگان امنیت APIشخص ثالث برقرار کند. با همکاری و هماهنگی مداوم با این ارائه‌دهندگان، قوانین را رعایت کرده و اطلاعات امنیتی هوشمند را به چرخه برگرداند. ایمن کردن API ها و داده‌ها چالش‌های بسیار پیچیده‌ای را به همراه دارد و این کار تنها وظیفه توسعه‌دهندگان API نیست. بااین‌حال، با یک استراتژی و راه‌حل مناسب، توسعه‌دهندگان API به‌راحتی می‌توانند این چالش‌ها را مدیریت کنند و افزایش سرعت بدون کاهش کیفیت را برای سازمان خود فراهم کنند.

در دنیای امروز، انتظار مشتریان این است که تمامی کارکردها و داده‌ها به‌راحتی از هر دستگاهی قابل‌دسترس باشند. با توجه به اینکه حجم زیادی از ترافیک اینترنت ناشی از استفاده از API هاست، استفاده از رویکرد محوری بر API امری ضروری است. با افزایش عمومیت API ها، خطرات مرتبط با حملات نیز افزایش می‌یابند؛ اما خطرات ناشی از نقض داده‌ها تنها مشکلات موجود نیستند؛ مشکلات امنیتی مرتبط با APIباعث کاهش سرعت انتشار و راه‌اندازی برنامه‌ها می‌شوند و درنهایت سودهای سازمان را تضییع می‌کنند. امنیت API بدون شک یک مسئله حیاتی است

هر سازمان به استراتژی API خاص خود نیاز دارد زیرا سازمان‌ها در صنایع مختلف فعالیت می‌کنند و نیازهای امنیتی آن‌ها بر اساس سطح رشد API هایشان متفاوت است؛ اما نکته مهم این است که مدیریت API قبلاً به‌عنوان یک نیاز برای سازمان‌های بزرگ در نظر گرفته می‌شد، اما اکنون تبدیل به یک نیاز جهانی شده است که توسط دروازه‌های API و ابزارهای دیگر اعمال می‌شود. با ایجاد امنیت در لایه‌های عمیق API با استفاده از راهکارها و دستورالعمل‌های بهترین افکار مدیریت API، می‌توانید حملات را به حداقل برسانید و سازمان، مشتریان، داده‌ها و سودهای خود را حفاظت کنید.

تعریف وضعیت ایمن API

امنیت API به مجموعه روش‌ها و اقداماتی اشاره دارد که هدف آن کاهش و جلوگیری از تهدیدات و حملات امنیتی به API‌ها است. با گسترش استفاده از API‌ها و افزایش تعداد حملات امنیتی، تیم‌های امنیتی نیازمند توانایی‌های بیشتری برای مدیریت و حفاظت از API‌ها شده‌اند.

با توجه به گزارش "State of API Security Q3 2022" توسط Salt، ترافیک مخرب 2.1٪ از کل ترافیک API را تشکیل می‌دهد؛ اما دشمنان همیشه هوشمندتر می‌شوند و آگاهی از تغییرات رفتار مهاجمان بسیار مهم است.

اغلب حملات به API‌ها با استفاده از برنامه‌های بومی ابری، به‌ویژه برنامه‌های تلفن همراه، اتفاق می‌افتند؛ اما این حملات ممکن است بیشتر به چرخه عمر API مربوط باشند. در حال حاضر، حملات امنیتی از نقاط پایانی و کاربران به توسعه‌دهندگان و منطق کسب‌وکار سازمان‌ها منتقل می‌شوند. اگر مشخصات امنیتی استانداردی وجود نداشته باشد، پیامدهای قابل‌توجهی برای تیم‌های توسعه و سازمان‌ها به همراه خواهد داشت.

پروژه امنیتی برنامه OpenWeb (OWASP)لیست "10 ریسک امنیتی API برتر " را تهیه‌کرده است و به‌عنوان یک منبع اطلاعات بی‌طرفانه، راهکارهایی برای کاهش ده آسیب‌پذیری امنیتی خاص API‌ها ارائه می‌دهد. این آسیب‌پذیری‌ها عبارت‌اند از:

1. مجوز سطح شیء شکسته (Broken Object Level Authorization) BOLA

2. تائید اعتبار شکسته (Broken Authentication)

3. مواجهه با داده‌های بیش‌ازحد (Excessive Data Exposure)

4. کمبود منابع و محدودیت نرخ عملکرد (Resource Exhaustion & Rate Limitin)

5. عملکرد ضعیف / کنترل دسترسی سطح منابع (Missing Function/Resource Level Access Control)

6. تخصیص انبوه (Mass Assignment)

7. پیکربندی اشتباه امنیتی (Security Misconfiguration)

8. ایرادات تزریق (Injection Flaws)

9. مدیریت نادرست دارایی ها (Improper Assets Management)

10. ثبت و نظارت ناکافی (Insufficient Logging& Monitoring)

به‌طورکلی، امنیت API مستلزم پیاده‌سازی رویه‌ها و استانداردهای امنیتی مناسب، آگاهی از تهدیدات امنیتی روزمره و استقامت API و حفاظت از API ها از طریق رویه‌ها و اقدامات امنیتی اشاره دارد که هدف آن کاهش و جلوگیری از تهدیدات و حملات امنیتی است. با افزایش استفاده از API ها، حملات امنیتی نیز افزایش‌یافته و تیم‌های امنیتی نیاز به توانایی‌های بیشتری برای مدیریت و محافظت از API ها دارند.

آسیب‌پذیری‌ها و پیامدهای رایج برای استراتژی سازمان

آسیب‌پذیری 1. پیکربندی نادرست امنیتی

پیکربندی نادرست امنیتی، رایج‌ترین مشکل امنیتی گزارش‌شده است و معمولاً نتیجه پیکربندی‌های پیش‌فرض ناامن، پیکربندی‌های ناقص یا موقت، فضای ذخیره‌سازی ابری باز، هدرهای HTTP با پیکربندی نادرست و پیام‌های خطای حاوی اطلاعات حساس از مواردی ست که در این موضوع ممکن است مخاطره‌آمیز باشد.

درنهایت نه‌تنها همه سیستم‌عامل‌ها، چارچوب‌ها، کتابخانه‌ها و برنامه‌ها باید به‌طور ایمن پیکربندی شوند، بلکه باید به‌موقع متصل (patche) و ارتقا داده شوند. این آسیب‌پذیری‌ها اغلب به دلیل خطای انسانی به وجود می‌آیند.

آسیب‌پذیری 2. قرار گرفتن بیش‌ از حد API در معرض داده

یک API gateway نباید اطلاعاتی بیشتر از آنچه لازم است و درخواست و اجازه داده‌ شده است را برگردانند. این داده‌ها معمولاً به کاربر نمایش داده نمی‌شوند، اما می‌توانند به‌راحتی توسط یک پروکسی وب قابل شنود باشند. به‌عنوان‌مثال، هنگام واکشی اطلاعات کاربر، رمز عبور (هش شده) هرگز نباید گنجانده شود؛ اما گاهی اوقات این اتفاق می‌افتد. با طراحی برنامه‌ریزی‌شده می‌توان مشخص کرد که چه داده‌هایی را باید برگردانید و می‌توان تائید کرد که کد داده‌های بیش‌ از حد را در دسترس قرار ندهد.

مفهوم این برای استراتژی API این است که امنیت دروازه API می‌تواند ویژگی‌های تبدیل داده و پوشاندن (masking) داده‌ها را در API اعمال کند؛ اما همچنین به یک مشخصات از پیش تعیین شده برای API نیاز دارد که تضمین کند تا قبل از قرار گرفتن در معرض بیش‌ از حد داده‌ها در مرحله طراحی کدگذاری شود.

آسیب‌پذیری 3. API های (Broken Object Level Authorization) BOLA

در این مدل تمایل دارند نقاط پایانی را که شناسه‌های شی را مدیریت می‌کنند، نشان دهند و یک مشکل کنترل دسترسی در سطح حمله گسترده ایجاد کنند. در هر تابعی که با استفاده از ورودی کاربر به منبع داده دسترسی پیدا می‌کند، بررسی مجوز در سطح شی باید در نظر گرفته شود. درنهایت، بسیار مهم است که کاربران فقط بتوانند داده‌هایی را که قرار است را ببینند؛ اما این امر بر تیم شما فشار می‌آورد تا نه‌تنها توسعه برنامه، بلکه بهره‌وری تعمیر و نگهداری را نیز بهبود بخشد.

مفهوم این برای استراتژی API شما چیست؟ امنیت Gateway API می‌تواند یک کنترل سطح دسترسی بسیار دقیق را برای جلوگیری از نفوذ فراهم کند؛ اما شما باید این را با مشخصات API ترکیب کنید که امنیت را در API های پس از تولید نیز تضمین می‌کند.

ایجاد یک استراتژی مؤثر API سازمانی; چگونه یک استراتژی امنیتی API ایجاد می‌شود؟

در این قسمت بر روی این مسئله بحث می‌کنیم که چطور داشتن استراتژی‌های مؤثر در سازمان، یک استراتژی امنیتی API ایجاد می‌کند و مهم است که ابتدا سؤالات اساسی در دو حوزه زیر را بپرسیم.

در حال حاضر هزاران راه‌حل امنیتی APIدر بازار وجود دارد؛ و فروشنده‌های پیشرو در چرخه عمر کامل API جهانی وجود دارند. اگر شروع به گسترش API خود بدون استراتژی مشخص کنید، نه‌تنها در معرض بدهی فنی (technical debt) قرار می‌گیرید، بلکه به‌جای ایجاد یک استراتژی مقیاس‌پذیر، ساعت‌ها و ساعت‌ها را صرف زمان توسعه امنیت بر اساس هر API خواهید کرد. برای ایجاد یک استراتژی API مؤثر، باید از یک رویکرد ابتدا برنامه و سپس محصول پیروی کرد. به این دلیل که امنیت API یک راه‌حل واحد نیست. این یک گروه از فناوری است که گرد هم می‌آیند تا بر اساس یک استراتژی یکپارچه اجرا شوند که در آن حاکمیت و تکثیر همسو هستند.

باید دانست که حتی خلاقانه‌ترین، جامع‌ترین و بهترین استراتژی API نیز همچنان در برابر جدیدترین و بزرگ‌ترین تهدیدات مخرب توسط نفوذها و هک‌های غیرمجاز آسیب‌پذیر است. استراتژی یکپارچه باید رویکردی دوجانبه داشته باشد: اولاً، باید شامل یک دروازه APIباشد، به‌عنوان سنگ بنای آن و ثانیاً باید با استفاده از مشخصات API مدیریت شود. همچنین بااتصال ابزارهای تخصصی دیگر، امنیت را افزایش دهد. در اینجا هر دو با جزئیات بیشتر توضیح داده‌شده است.

1. دروازه API برای حفظ سیاست‌های مرکزی

امنیت API‌ها یک چالش دشوار و زمان‌بر است و ممکن است باعث ایجاد خطر امنیتی ناسازگار بین API‌ها شود. علاوه بر این، قابلیت تطبیق به وضعیت امنیتی ، در مقابل تهدیدات نوظهور، امری پیچیده و چالش‌برانگیز است. در اینجا نقش اساسی یک API Gateway برای حفاظت از API‌ها به ویژه مشخص می‌شود. API Gateway به عنوان اجزای امنیتی و مدیریتی برای API‌ها، برنامه‌ها و سیستم‌های داخلی آن‌ها عمل می‌کند. این ابزار به عنوان سنگ بنای استراتژی امنیتی API عمل کرده و دروازه API شما را در سراسر چشم‌انداز استاندارد می‌سازد.

استفاده از یک API Gateway قدرتمند امکان پیاده‌سازی مسیرها و عملیات دسترسی به صورت خودکار را فراهم می‌کند، همچنین اجازه دسترسی به دیگر مسیرها و عملیات را به‌طور اتوماتیک مسدود می‌کند. این ابزار به‌عنوان یک نگهبان و دروازه‌بان عمل می‌کند و در ایجاد استراتژی‌ها، سیاست‌ها و حکمرانی مربوط به امنیت API نقش اساسی دارد.

گام اول در ایجاد استراتژی ایمن این است که کاربران را مجبور به دسترسی به API‌های از طریق این دروازه کند. این کار با پیکربندی فایروال انجام می‌شود تا تنها از طریق دروازه به نقاط پایانی API دسترسی داشته باشند. این اقدام به‌طور فعال یک لایه امنیتی ثابت را در سراسر API‌ها اعمال کرده و همراه با نظارت متمرکز امنیت را فراهم می‌کند.

2. مشخصات API برای امنیت در سراسر مسیر توسعه

چرخه عمر مشخصات API اساساً قراردادی است که آنچه را که API انجام می‌دهد و چگونه می‌توانید از آن استفاده کنید را تجویز می‌کند. می‌توان آن را برای تولید کد، اعتبارسنجی بهترین روش‌ها و اطمینان از انطباق استفاده کرد. ابزارهایی هم برای زمان طراحی و هم برای زمان اجرا وجود دارد که قرارداد یکسانی را برای تائید و آزمایش موارد مختلف تفسیر می‌کند و به توسعه‌دهندگان و مالکان API اطلاع می‌دهد. این مشخصات در مرحله طراحی ایجاد شده و سپس در تمام مراحل بعدی چرخه حیات استفاده می‌شود.

5. مدیریت ترافیک با استفاده از API Gateway

ترافیک در معماری سیستم‌های مبتنی بر سرویس به یک چالش اساسی تبدیل‌شده است. استفاده از دروازه‌های API یکی از راهکارهای اصلی برای مدیریت و بهینه‌سازی ترافیک در سیستم‌های نرم‌افزاری مدرن محسوب می‌شود. در اینجا، به بررسی جنبه‌های اصلی مدیریت ترافیک با استفاده از API Gateway پرداخته‌ایم.

1. توزیع بار (Load Balancing):

توزیع باریکی از چالش‌های مهم در مدیریت ترافیک است. API Gateway می‌تواند به‌عنوان یک‌لایه میانی بین سرویس‌ها و درخواست‌ها عمل کند و ترافیک را به‌طور متوازن به سمت سرویس‌های مختلف توزیع کند. این کار به بهبود توازن بار بین منابع و جلوگیری از بارزایی ناشی از نقض یک سرویس کمک می‌کند. با توزیع بار مؤثر، امکان افزایش کارایی و قابلیت اطمینان سیستم بالا می‌رود.

2. حداقل سازی و بهینه‌سازی ترافیک:

دروازه API امکاناتی برای کنترل و بهینه‌سازی ترافیک فراهم می‌کند. ازجمله این امکانات می‌توان به فشرده‌سازی داده‌ها، کش‌کردن (caching)، ادغام (aggregation) درخواست‌ها و فیلترینگ ترافیک اشاره کرد. با استفاده از این امکانات، API Gateway قابلیت کاهش حجم داده‌ها و بهبود سرعت ارتباطات را فراهم می‌سازد. همچنین، با مدیریت میزان درخواست‌ها و استفاده از تکنیک‌های بهینه‌سازی، مصرف منابع سرورها نیز به حداقل ممکن می‌رسد.

3. نگهداری میزان دسترسی به سرویس‌ها:

یکی از وظایف مهم API Gateway، نگهداری میزان دسترسی به سرویس‌ها است. این به این معناست که می‌تواند محدودیت‌ها و سیاست‌های امنیتی را اجرا کند تا جلوی دسترسی غیرمجاز به سرویس‌ها را بگیرد. این شامل مواردی مانند احراز هویت کاربران، مدیریت دسترسی‌ها (Authorization)، اعتبارسنجی (Validation) درخواست‌ها و جلوگیری از حملات نفوذی به سرویس‌ها می‌شود.

4. تحلیل و نظارت بر ترافیک:

دروازه‌های API امکانات قدرتمندی برای نظارت بر ترافیک سیستم ارائه می‌دهد. این امکانات شامل لاگ‌گیری (logging)، تحلیل داده‌ها (analytics) و ارائه گزارش‌های جامع درباره عملکرد سیستم و کاربران می‌شود. تحلیل ترافیک از طریق API Gateway به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا مشکلات را به‌سرعت تشخیص داده و عملکرد سیستم را بهبود بخشند.

5. مدیریت حدود (Rate Limiting):

دروازه‌های API می‌تواند حداکثر تعداد درخواست‌هایی که از یک سرویس در یک بازه زمانی معین انجام می‌شود، مدیریت کند. این کار به جلوگیری از حملات دیده نشده (unseen attacks) کمک می‌کند و همچنین از افزایش غیرمنظم ترافیک جلوگیری می‌کند که می‌تواند سیستم را برهم زند.

6. رصد و ارزیابی عملکرد API Gateway

رصد و ارزیابی عملکرد API Gatewayاز اهمیت بسیاری برخوردار است. در این سناریو، دو جنبه اساسی برای ارتقاء عملکرد و بهره‌وری API Gateway به نظارت بر لاگ‌ها و رویدادها و ارزیابی عملکرد و بهبود بهره‌وری مرتبط می‌شوند.

نظارت بر لاگ‌ و رویدادها:

در دنیای پیچیده و توزیع‌شده فناوری اطلاعات، نظارت بر لاگ‌ و رویدادها مسئله اساسی است. لاگ‌ها به‌عنوان یک جنبه اساسی از رصد و ارزیابی عملکرد API Gateway عمل می‌کنند و با ثبت و ذخیره سطوح مختلف لاگ مانند اطلاعات درخواست و پاسخ، خطاها، زمان‌های پاسخ و اطلاعات امنیتی، می‌توان به تحلیل دقیقی از عملکرد سیستم دست‌یافت. این اطلاعات برای پیدا کردن خطاها، بهبود امنیت و افزایش بهره‌وری بسیار حیاتی هستند.

نظارت بر لاگ‌ها و رویدادها به مدیران سیستم اطلاعات مهمی را درباره روند عملکرد سیستم ارائه می‌دهد. با تحلیل لاگ‌، می‌توان مشکلات عملکردی را شناسایی کرد و عملیات اجرایی را بهبود بخشید. برای مثال، با تحلیل لاگ‌ها می‌توان نرخ درخواست‌ها، زمان پاسخگویی و میزان خطاها را مشاهده کرد و در صورت لزوم اقدامات مناسبی انجام داد.

در اینجا، جنبه‌های کلیدی مربوط به نظارت بر گزارش‌ها و رویدادها در یک دروازه API را بررسی می‌کنیم.

برای جمع‌آوری گزارش‌ها از چندین دروازه API، بهترین رویکرد استفاده از گزارش‌گیری متمرکز است. این رویکرد از تمرکز در تجزیه‌وتحلیل و عیب‌یابی گزارش‌ها بهره می‌برد و از ابزارهای مدیریت گزارش مؤثری برای ذخیره و تجسم این گزارش‌ها بهره‌مند می‌برد. به‌عنوان‌مثال، ابزارهایی چون Elasticsearch، Logstash و Kibana (ELK stack) ابزارهای کاربردی این حوزه هستند.

همچنین این گزارش می‌تواند سطوح متفاوتی داشته باشد، به‌عنوان‌مثال INFO، WARN، ERROR، DEBUG

.

1. اطلاعات INFO: این سطح برای پیام‌های عمومی و اطلاعات مفیدی که نیاز است به آن‌ها توجه شود، استفاده می‌شود. این پیام‌ها معمولاً شامل اطلاعات در مورد وضعیت عادی سیستم، عملکرد موفقیت‌آمیز عملیات و اطلاعات عمومی نظیر ورود یا خروج کاربران می‌شوند.

2. هشدار WARN: این سطح برای پیام‌های هشدار استفاده می‌شود که نشان‌دهنده وقوع یک شرایط نامطلوب یا خطرناک، اما هنوز قابل مدیریت هستند. این پیام‌ها معمولاً برای هشدار دادن در مورد مواردی نظیر احتمال وقوع خطا، استفاده نادرست از API یا شرایطی که ممکن است منجر به مشکلاتی شود، استفاده می‌شوند.

3. پیام‌های خطا ERROR: این سطح برای پیام‌های خطا و مشکلات جدی استفاده می‌شود که نیاز به توجه فوری و اقدامات برای رفع آن‌ها دارند. این پیام‌ها معمولاً شامل خطاهای سیستمی، خطاهای غیرمنتظره در عملکرد API یا شرایطی که منجر به قطع سرویس می‌شوند، می‌شوند.

4. عیب‌یابی DEBUG: این سطح برای پیام‌های با جزئیات فنی استفاده می‌شود که برای اشکال‌زدایی و عیب‌یابی کاربرد دارند. این پیام‌ها معمولاً شامل مشخصات فنی مانند اطلاعات درخواست و پاسخ، مقادیر متغیرها، اطلاعات اجرای کد و جزییات فنی دیگر می‌شوند.

با تنظیم سطوح گزارش به‌صورت پویا، می‌توانید در هنگام اشکال‌زدایی یا عیب‌یابی، سطح دقیق‌تری از اطلاعات را در لاگ‌ها دریافت کرد. به‌عنوان‌مثال، در محیط توسعه ممکن است بخواهید سطح DEBUG را فعال کنید تا تمام جزئیات فنی برای رفع مشکل در دسترس باشد، درحالی‌که در محیط عملیاتی می‌توانید سطح ERROR را انتخاب کنید تا فقط خطاها و مشکلات جدی نشان داده شوند و اطلاعات غیرضروری حذف شوند.

به‌طورکلی، استفاده از سطوح گزارش در مدیریت لاگ‌ها در API Gateway کمک می‌کند تا درک بهتری از وضعیت سیستم و رفتار API خود داشته و با تنظیم سطوح گزارش درست، می‌توان مشکلات را سریع‌تر تشخیص داده و بهبودهای لازم را اعمال کرد.

برای تسهیل تجزیه‌وتحلیل داده‌های لاگ، می‌توان از قالب‌های گزارش ساختاری مانند JSON یا جفت‌های key-value استفاده کرد. در این قالب‌ها، اطلاعات مهم مربوط به لاگ مانند اطلاعات درخواست و پاسخ، مهرهای زمانی (timestamps)، کدهای خطا و سایر جزئیات مربوطه قرار می‌گیرد. با استفاده از گزارشات ساختاریافته، می‌توان به‌راحتی اطلاعات مورد نیاز را استخراج و تحلیل کرد و از قابلیت جستجو و فیلتر کردن بهره برد.

همچنین در این بخش ردیابی رویداد یا ردیابی توزیع‌شده مفهومی است که برای پیگیری مسیر و روند یک درخواست در میان میکروسرویس‌ها و مؤلفه‌های مختلف اجرا می‌شود. در یک سیستم پیچیده، یک درخواست ممکن است از طریق چندین سرویس و میکروسرویس عبور کند، ردیابی رویداد به ما کمک می‌کند تا مسیر این درخواست را از طریق این سرویس‌ها پیگیری کنیم. برای ردیابی توزیع‌شده می‌توان از ابزارهایی مانند Jaeger، Zipkin یا پروژه OpenTelemetry استفاده کرد. این ابزارها به ما امکان می‌دهند تا بتوانیم درخواست‌ها را به‌طور مستقیم پیگیری کنیم و زمان، مسیر و عملکرد هر مؤلفه را در اجرای درخواست مشاهده کنیم.

نظارت real time لاگ و رویدادها را یکی از راه‌های قابل تنظیم برای دریافت اعلان‌های فوری درباره مسائل مهم یا رفتار غیرعادی ست. از ابزارهایی استفاده کنید که از پخش گزارش و هشدار در زمان واقعی پشتیبانی می‌کنند.

همچنین با بررسی گزارش‌ها، می‌توان خطاهای مجوز و تهدیدات امنیتی احتمالی را شناسایی کنید. ثبت باید شامل جزئیات درخواست‌های ورودی و پاسخ‌های خروجی، مانند headerها، payloadها و کدهای وضعیت باشد. متا دیتاهای مرتبط، مانند آدرس‌های IP مشتری و اطلاعات کاربر نیز باید گنجانده شوند. این اطلاعات می‌تواند به ردیابی و بررسی هرگونه رویداد امنیتی یا فعالیت‌های مشکوک کمک کند.

یکی دیگر از جنبه های مهم ثبت خطاها است. ثبت خطاها و استثناها را برای شناسایی سریع و رسیدگی به مسائلی که ممکن است بر عملکرد API تأثیر بگذارد، اولویت بندی باید به‌گونه‌ای باشد که شامل ردیابی stackها و اطلاعات متنی برای تسهیل اشکال زدایی و عیب یابی باشد. با ثبت موثر خطاها، می‌توان از پاسخگویی و حل سریع مسائلی که بر عملکرد API تأثیر می‌گذارد اطمینان حاصل کنید.

علاوه بر گزارشات مربوط به امنیت، ردیابی معیارهای عملکرد نیز مفید است. ثبت شاخص های عملکرد مانند زمان پاسخ، تاخیر و ظرفیت عملیاتی، روندهای معیارهای عملکرد را برای رسیدگی فعالانه به تنگناهای احتمالی و مسائل مقیاس پذیری قابل نظارت می‌کند. با ردیابی معیارهای عملکرد، می توان به طور فعال چالش های بالقوه مرتبط با عملکرد را کاهش داد.

یکی دیگر از موارد مورد اهمیت در بررسی لاگ‌ها اطمینان از انطباق با مقررات و استانداردها، مکانیسم‌های گزارشگری ست که الزامات حسابرسی و گزارشگری خاص را برآورده می‌کند. باید اطمینان حاصل کرد که لاگ‌ها به طور ایمن ذخیره شده و فقط برای پرسنل مجاز قابل دسترسی هستند. همچنین باید سیاست‌هایی برای حفظ و مدیریت گزارش ها در طول زمان برای حفظ یکپارچگی آن‌ها تعریف نمود. باید به حجم لاگ‌های ذخیر شده نیز توجه داشت تا از رشد بیش از حد فایل جلوگیری کرده و تاثیر آن بر عملکرد سیستم را به حداقل برسانید. اغلب گزارش‌های API Gateway را با ابزارهای نظارتی و مشاهده‌پذیری جامع برای یک دید کلی از سیستم یکپارچه می‌کنند. همچنین از ابزارهای Application Performance Monitoring (APM) برای بینش دقیق در مورد عملکرد APIاستفاده می‌شود. نظارت مؤثر بر گزارش‌ها و رویدادها در یک دروازه API به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا به سرعت مسائل را شناسایی کنند، مشکلات را عیب‌یابی کنند و عملکرد API را بهینه کنند. این اقدامات به شناسایی نقاط ضعف، ارائه اطلاعات لازم برای بهبودهای موثر و در نهایت افزایش عملکرد سیستم به سطوح مطلوب کمک می‌کند.

ارزیابی عملکرد و بهبود بهره‌وری:

برای ارزیابی عملکرد API Gatewayو بهبود بهره‌وری، نیاز به استفاده از معیارها و معادلات مشخص است. اندازه‌گیری عملکرد در زمان واقعی می‌تواند از ویژگی‌هایی مانند تأخیر در پاسخ، تعداد درخواست‌ها و تجزیه‌وتحلیل اطلاعات ترافیک استفاده کند. با تحلیل این اطلاعات، می‌توان بهبودهای لازم را اعمال کرد و به نحو احسن عملکرد سیستم را بهبود بخشید. به کمک این ارزیابی‌ها، می‌توان نقاط ضعف را شناسایی و راهکارهای مناسب برای بهبود عملکرد API Gateway ارائه داد.

همچنین، از تکنیک‌های رصد و اندازه‌گیری پیشرفته مانند تجزیه‌وتحلیل پراکندگی (Distributed Tracing) نیز می‌توان برای رصد و ارزیابی عملکرد API Gateway بهره برد. این تکنیک‌ها امکان پیگیری دقیق مسیرهای یک درخواست در سراسر سیستم توزیع‌شده را فراهم می‌کنند و به تعیین نقاط ضعف و بهبودهای ممکن کمک می‌کنند.

به‌طور کل، ترکیب نظارت بر لاگ‌ها، رویدادها و ارزیابی عملکرد باعث بهبود بهره‌وری و پایداری سیستم در معماری نرم‌افزار می‌شود. این اقدامات نقاط ضعف را شناسایی می‌کنند، اطلاعات لازم برای بهبودهای مؤثر را فراهم می‌کنند و درنهایت، عملکرد سیستم را به سطوح مطلوبی ارتقا می‌دهند.

7. مدیریت و توسعه مستندات API

ایجاد و نگهداری مستندات مفصل: توسعه و مدیریت API بدون مستندات قوی و مفصل تقریباً غیرممکن است. مستندات API به‌عنوان راهنمایی جامع برای توسعه‌دهندگان عامل می‌شوند و اطلاعات مهمی را ارائه می‌دهند که برای درک، استفاده و ادغام درست با APIضروری هستند. در این راستا، ایجاد و نگهداری مستندات باید یک جزء حیاتی در فرایند توسعه و مدیریت API باشد.

مستندات API شامل اطلاعاتی مانند نحوه استفاده از هر endpoint، پارامترهای لازم برای درخواست‌ها، فرمت داده‌ها، کدهای وضعیت و هر اطلاعات دیگری که توسعه‌دهندگان نیاز دارند تا به‌درستی با سرویس ارتباط برقرار کنند می‌باشد.

تکنولوژی‌های Swagger و OpenAPI:

ابزار Swagger یک ابزار و استاندارد برای توسعه مستندات قوی API است. این ابزار امکان ایجاد، نگهداری و ارائه مستندات با استفاده از یک فرمت خودکار و قابل‌فهم فراهم می‌کند. OpenAPI Specification که به‌عنوان Swagger Specification نیز شناخته می‌شود، یک استاندارد بین‌المللی است که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا مستندات دقیق و کامل API خود را تعریف و ایجاد کنند.

استفاده از Swagger و OpenAPI باعث استانداردسازی فرآیند توسعه و مدیریت مستندات API می‌شود. با استفاده از یک فرمت یکسان برای تعریف مستندات API، توسعه‌دهندگان می‌توانند به‌راحتی از آن استفاده کنند و از امکانات متنوعی که این استاندارد ارائه می‌دهد بهره‌مند شوند. Swagger و OpenAPI امکانات زیادی ارائه می‌دهند که ازجمله آن‌ها می‌توان به امکان توضیح و توسعه داده‌های درخواست و پاسخ، توضیح عملیات‌ها و رویدادها، تست API در محیط توسعه و ایجاد تست‌های مستندات API اشاره کرد. این امکانات باعث افزایش هماهنگی بین توسعه‌دهندگان، تست کنندگان و مدیران API می‌شود.

8. تعامل با سایر خدمات و ابزارها

ادغام با سیستم‌های مدیریت هویت

ادغام API Gateway با سیستم‌های مدیریت هویت (Identity Management Systems) یک جنبه مهم در معماری نرم‌افزار است. این ادغام کمک می‌کند تا سیستم‌های مدیریت هویت موجود در سازمان خود را با API Gatewayهمگام نموده و به‌راحتی قابلیت مدیریت دسترسی را برای کاربران و سرویس‌های مختلف فراهم کرد.

ادغام سیستم‌های مدیریت هویت با API Gateway می‌تواند از ویژگی‌هایی را به سیستم بیافزایند که چند مورد از آن در ادامه نام برده شده.

با ادغام سیستم‌های مدیریت هویت، می‌توان کاربران را در API Gateway تشخیص داده و هویت آن‌ها را احراز کرد. این احراز هویت می‌تواند از طریق مکانیزم‌های مانند OAuth، OpenID Connect و SAML صورت بگیرد.

همچنین با استفاده از سیستم‌های مدیریت هویت، می‌توان سطوح دسترسی و اجازه‌های مختلف را برای کاربران و سرویس‌ها تعریف کرد. این اجازه‌ها می‌توانند از طریق نقش‌ها (roles)، گروه‌ها (groups) و سیاست‌های دسترسی (access policies) مدیریت شوند. API Gateway می‌تواند درخواست‌ها را بر اساس این اجازه‌ها مدیریت کند و دسترسی‌های نامناسب را محدود کند.

مورد دیگر که با ادغام سیستم‌های مدیریت هویت می‌توان به آن دست یافت این است که می‌توان مشخصات کاربران را در API Gateway به‌روز نگه داشت. این اطلاعات شامل نام، نقش، ایمیل و سایر جزئیات کاربر می‌شود. این اطلاعات می‌تواند برای نمایش در لاگ‌ها، ردیابی بازدیدکنندگان و سفارشی‌سازی سطح کاربری استفاده شود.

در کل، ادغام API Gatewayبا سیستم‌های مدیریت هویت به شما امکان دریافت و بررسی درخواست‌ها و پاسخ‌ها، اجرای توابع کسب‌وکار، مانیتورینگ عملکرد و خطاها، مدیریت کش و حافظه موقت، تنظیم سیاست‌های امنیتی و مدیریت مجوزها، ردیابی و لاگ‌گیری، مدیریت نسخه‌ها و مستندات API، رمزنگاری و امنیت ارتباطات، مدیریت نمایش و تبدیل داده، اجرای تست‌ها و خودکارسازی، تنظیمات پیکربندی، مدیریت کاربران و نقش‌ها، مانیتورینگ ترافیک و مصرف منابع، اجرای الگوهای معماری مانند Microservices و Serverless، اجرای سیاست‌های محدودیت در مصرف منابع و ... را می‌دهد.

روند این فعالیت اصولا به‌صورت زیر می‌باشد ولی این یک حکم کلی نیست.

1. درخواست احراز هویت: کلاینت درخواستی را به API gateway ارسال می‌کند. این درخواست شامل اطلاعات اعتبار (مانند نام کاربری و رمز عبور) یا توکن‌های دیجیتالی (مانند توکن‌های JWT) است.

2. بررسی اعتبار اطلاعات: API gatewayبررسی می‌کند که آیا اطلاعات اعتبار ارائه‌شده توسط کلاینت صحیح هستند یا خیر. اگر اطلاعات صحیح باشند، فرآیند احراز هویت موفق می‌شود و به مرحله بعدی می‌رود. در غیر این صورت، درخواست رد می‌شود و خطایی به کلاینت ارسال می‌شود.

3. ایجاد توکن دسترسی: در صورت موفقیت در احراز هویت، API gateway یک توکن دسترسی (Access Token) ایجاد می‌کند و به کلاینت ارسال می‌کند. توکن دسترسی بعداً برای تائید هویت و اجازه دسترسی به منابع موردنیاز استفاده می‌شود.

4. بررسی و اجازه دسترسی: در هر درخواست بعدی که کلاینت به API gateway ارسال می‌کند، توکن دسترسی در هدر یا بخش درخواست قرار می‌گیرد. API gateway این توکن را بررسی می‌کند و مطمئن می‌شود که توکن معتبر است و کاربر (کلاینت) درخواست دسترسی به منابع موردنیاز را دارد. اگر توکن معتبر نباشد یا دسترسی مجاز نباشد، درخواست رد می‌شود و خطایی به کلاینت ارسال می‌شود.

5. اجرای درخواست و پاسخ: در صورت تائید هویت و اجازه دسترسی، API gateway درخواست را به سرویس‌های وب مربوطه فرستاده و پاسخ را از آن‌ها دریافت می‌کند. سپس پاسخ را به کلاینت ارسال می‌کند.

دروازه API معمولاً با سیستم‌های مدیریت هویت (Identity Management Systems) ادغام می‌شود تا امکان تعامل و تائید هویت کاربران را در فرایند ارتباط با سرویس‌های وب فراهم کند. سیستم‌های مدیریت هویت معمولاً شامل مفاهیمی مانند احراز هویت (Authentication)، اجازه دسترسی (Authorization) و مدیریت کاربران (User Management) هستند.

با ادغام API gatewayبا سیستم‌های مدیریت هویت، می‌توان ویژگی‌های امنیتی مانند احراز هویت مبتنی بر توکن‌ها (Token-based Authentication) را پیاده‌سازی کرد. در این روش، کاربران با ارائه اطلاعات اعتبار (مانند نام کاربری و رمز عبور) یا توکن‌های دیجیتالی (مانند توکن‌های JWT) هویت خود را تائید کرده و سپس با استفاده از توکن‌های دریافتی، درخواست‌های خود را به سرویس‌های وب ارسال ‌کنند.

به‌طورمعمول، API gatewayاز پروتکل‌های مانند OAuth 2.0 و OpenID Connect برای احراز هویت و تائید هویت استفاده می‌کنند. این پروتکل‌ها امکان تائید هویت کاربران را با استفاده از سرویس‌های مدیریت هویت فراهم می‌کنند و توکن‌های دیجیتالی را برای اعتبارسنجی و دسترسی به منابع موردنیاز ارائه می‌دهند.

در زیر چند نمونه از ابزارهای مرتبط را و کارایی آن را به‌اختصار بیان کردیم:

1.ا Apigee: Apigeeیکی از قدرتمندترین و محبوب‌ترین ابزارهای API gatewayاست. این ابزار امکاناتی مانند مدیریت API، نظارت بر ترافیک، احراز هویت و نشانه‌های دیجیتال را فراهم می‌کند.

2.ا Kong: Kong یک پلتفرم متن‌باز API gateway است که قابلیت‌های متعددی را شامل می‌شود. این ابزار از پروتکل‌های OAuth 2.0 و OpenID Connect برای احراز هویت و تائید هویت پشتیبانی می‌کند.

3.ا AWS API Gateway: این سرویس از سوی آمازون ارائه می‌شود و امکان مدیریت API‌ها، احراز هویت و تائید هویت و پیاده‌سازی و مدیریت نقاط پایانی API را فراهم می‌کند.

4.ا Azure API Management: این سرویس توسط مایکروسافت ارائه می‌شود و امکاناتی مانند مدیریت API، احراز هویت و تائید هویت، کنترل دسترسی و نظارت بر ترافیک را فراهم می‌کند.

این فقط چند نمونه از ابزارهای API gateway است که امکان ادغام با سیستم‌های مدیریت هویت را فراهم می‌کنند. هرکدام از این ابزارها و ابزارهای دیگر مشابه، قابلیت‌های مختلفی را درزمینه مدیریت و امنیت API‌ها و تعامل با سیستم‌های مدیریت هویت ارائه می‌دهند. انتخاب صحیح بر اساس نیازها و موارد کاربرد خاص متفاوت است.

اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت

با استفاده از API gateway، می‌توان ارتباطات بین سرویس‌های مختلف را مدیریت کرده و فرآیند ارتباط و تبادل داده را ساده‌تر و قابل‌کنترل‌تر کرد.

ا API gateway می‌تواند برای ارتباط با سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت از روش‌های مختلفی استفاده کند. برخی از روش‌های معمول عبارت‌اند از:

1. استفاده از واسط‌های برنامه‌نویسی (APIs): API gateway می‌تواند به‌عنوان یک واسط برنامه‌نویسی بین سرویس‌های مختلف و سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت عمل کند. این روش، امکان انتقال داده و اطلاعات بین این سیستم‌ها را فراهم می‌کند.

2. استفاده از پروتکل‌های معیار: API gateway می‌تواند از پروتکل‌های معیاری مانند HTTP، MQTT، AMQP و... استفاده کند تا بتواند با سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت ارتباط برقرار کند. با استفاده از این پروتکل‌ها، ارسال و دریافت داده‌ها بین این سیستم‌ها و API gateway امکان‌پذیر می‌شود.

3. اتصال مستقیم: در برخی موارد، API gateway ممکن است به‌صورت مستقیم به سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت متصل شود. این اتصال مستقیم می‌تواند بر اساس پروتکل‌ها و روش‌های مختلفی صورت بگیرد (مانند VPN، دیتاگرام و...).

مدل‌های مختلفی از ابزارهای استفاده‌ شده در API gateway وجود دارند که به‌عنوان نمونه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1.ا Kong: یکی از محبوب‌ترین و قدرتمندترین ابزارهای API gateway است که از معماری مبتنی بر Nginx استفاده می‌کند و امکانات متنوعی ازجمله مدیریت مسیریابی، احراز هویت و تائید هویت، نظارت و مانیتورینگ را فراهم می‌کند.

2.ا Apigee: یک پلتفرم مدیریت API قدرتمند است که امکانات گسترده‌ای را برای مدیریت و ایجاد API ها و ارتباط با سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت فراهم می‌کند.

3.ا AWS APIGateway: سرویسی از طرف آمازون که امکان ایجاد و مدیریت API ها را فراهم می‌کند و قابلیت‌های امنیتی و نظارتی را داراست.

4.ا Azure API Management: یک سرویس ابری از مایکروسافت که امکان مدیریت و بهبود عملکرد API ها را فراهم می‌کند و اجازه دسترسی به سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت را می‌دهد.

5.ا Tyk: یک ابزار متن‌باز و قدرتمند برای مدیریت API ها که امکاناتی مانند مسیریابی، احراز هویت، نظارت و مانیتورینگ را فراهم می‌کند.

6.ا WSO2 API Manager: یک پلتفرم مدیریت API کامل است که امکانات متنوعی مانند مسیریابی، احراز هویت، نظارت و مانیتورینگ را فراهم می‌کند.

از این ابزار در تعامل با سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت استفاده می‌شوند. انتخاب ابزار مناسب بستگی به نیازها و متقاضیان دارد.

همانطور که تاکنون بیان شد در معماری نرم‌افزار، API Gateway می‌تواند با سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت مختلف ارتباط برقرار کند تا عملکرد و عملیات آن را مدیریت و نظارت کند. اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ مانند Prometheus، Grafana، ELK Stack، Splunk و Dynatrace به شما این امکان را می‌دهد که معیارهای عملکرد API Gateway را در زمان واقعی نظارت کنید. اطلاعات آماری درباره زمان پاسخ، تعداد درخواست‌های موفق و ناموفق، ترافیک و مصرف منابع قابل دسترسی خواهید داشت.

اتصال API Gatewayبه سیستم‌های ثبت و ردگیری خطا مانند Sentry، New Relic، AppDynamics و Loggly امکان ثبت و نظارت بر خطاها و استثناهای رخ‌داده را فراهم می‌کند. این سیستم‌ها به شما اطلاعات دقیق‌تر و قابل‌فهم‌تر در مورد خطاها و ریشه‌یابی آن‌ها را ارائه خواهند کرد.

اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ امنیتی مانند WAF، IDS/IPS و SIEM امکان نظارت بر امنیت API Gatewayرا فراهم می‌سازد. با تحلیل رویدادها و الگوریتم‌های امنیتی، می‌توانید حملات محتمل را تشخیص داده و اقدامات امنیتی را انجام داده و حفاظت از API Gatewayرا تقویت کنید.

اتصال API Gatewayبه سیستم‌های مانیتورینگ ترافیک مانند Google Analytics، Mixpanel، Kibana و Apache Kafka به شما این امکان را می‌دهد که ترافیک و الگوهای استفاده را نظارت کرده و اطلاعات مربوط به ترافیک را به‌صورت موثر دریافت کنید.

در کل، اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ و نظارت با استفاده از API Gateway به شما کمک می‌کند تا عملکرد و عملیات API Gatewayرا در زمان واقعی مانیتور و نظارت کنید و در صورت نیاز، اقدامات لازم را انجام دهید.

9. مسائل اجتماعی و حقوقی مرتبط با API Gateway

این حوزه با مسائل اجتماعی و حقوقی مختلفی همراه است. در اینجا به بررسی چند مسئله اساسی ازجمله حفاظت از حریم خصوصی، مسئولیت‌های قانونی و موارد قانونی مرتبط با API Gateway خواهیم پرداخت.

1. مسائل حفاظت از حریم خصوصی:

استفاده از API Gatewayممکن است به جمع‌آوری و پردازش حجم زیادی از داده‌ها منجر شود. این اطلاعات می‌توانند شامل اطلاعات حساس کاربران، مانند اطلاعات حساب کاربری، مکان جغرافیایی و دیگر اطلاعات خصوصی باشند؛ بنابراین، مسائل حفاظت از حریم خصوصی و اطمینان از رفع هرگونه نقضی از اهمیت بسزایی برخوردار است. توسعه‌دهندگان و مدیران API Gateway باید اطمینان حاصل کنند که تمام فعالیت‌های مرتبط با داده‌ها به‌سرعت و مطابق با استانداردها و قوانین حریم خصوصی انجام شود.

2. مسئولیت‌های قانونی:

استفاده از API Gatewayبه مسائل حقوقی متنوعی منجر می‌شود. ازجمله مسائل مهم مسئولیت‌های قانونی مرتبط با API Gateway عبارت‌اند از:

- تضمین امانت و امنیت داده‌ها: API Gateway باید تضمین کند که داده‌های منتقله تحت هیچ شرایطی به دست افراد یا سازمان‌های غیرمجاز نخواهد رسید. در صورت وقوع حادثه‌های امنیتی، مسئولیت قانونی بر عهده تیم مدیریت API Gatewayمی‌باشد.

- پیگیری و رفع مشکلات حقوقی: هرگونه مشکلات حقوقی میان کاربران و سرویس‌های متصل به API Gateway باید به‌سرعت شناسایی و حل شود. این شامل مواردی مانند مشکل در موارد مالکیتی، حقوق دسترسی و تفسیر قراردادها می‌شود.

3. موارد قانونی مرتبط با API:

استفاده از API Gatewayدر مواردی که مربوط به قوانین و مقررات خاصی است، نیاز به رعایت این مقررات دارد. برخی از موارد قانونی مرتبط با API Gatewayشامل:

- قوانین حق تکنولوژی اطلاعات (IT laws): برخی کشورها قوانین خاصی درزمینهٔ فعالیت‌های تکنولوژی اطلاعات و امور مرتبط با آن دارند که تیم‌های مسئول باید آن‌ها را رعایت کنند.

- قوانین حقوق مصرف‌کننده: در بسیاری از جوامع، حقوق مصرف‌کننده تا حد زیادی حفاظت می‌شود. این شامل اطلاعات مربوط به حفاظت از حریم خصوصی، اطلاعات تجاری و مسائل مشابه می‌شود.

درنهایت، توسعه‌دهندگان و مدیران API Gateway باید با دقت از مسائل حقوقی و اجتماعی مرتبط با استفاده از این ابزار آگاهی پیدا کنند و از راهکارهایی استفاده کنند که با قوانین و مقررات محلی و بین‌المللی هماهنگ باشند. این اقدامات به جلوگیری از مشکلات حقوقی، حفاظت از حریم خصوصی و سازگاری با قوانین مربوطه کمک خواهد کرد.

10 - تعامل API Gateway وEnterprise Service Bus (ESB) در معماری نرم‌افزار: ادغام قدرتمند سرویس‌ها و مدیریت گسترده ترافیک"

تا اینجا تلاش کردیم که مفهوم و کارکرد API Gateway را تشریح نماییم یکی از مفاهیم و ابزار قدیمی که ممکن است در یک سازمان با دروازه‌های API در ارتباط باشند و یا اشتباه گرفته شوند ESB ها هستند.

ا API Gateway و Enterprise Service Bus (ESB) هر دو ابزار مهمی در معماری نرم‌افزار هستند که در ادغام سرویس‌ها و مدیریت ترافیک نقش اساسی دارند. هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند، اما ممکن است در یک سیستم مشترک همزمان استفاده شوند تا ارتقاء کارایی و امکانات سیستم فراهم شود. در زیر به برخی از نکات مهم در مورد تعامل API Gateway و ESB در معماری نرم‌افزار اشاره نمودیم:

ا API Gateway یک سرویس مدیریت درخواست‌ها است که وظیفه مدیریت و راهنمایی ترافیک به سمت سرویس‌های پشتیبانی شده را بر عهده دارد. این سرویس قادر است به صورت مجزا با سرویس‌های مختلف ارتباط برقرار کند و درخواست‌ها را به صورت شفاف و قابل مدیریت به سمت این سرویس‌ها هدایت کند. علاوه بر این، API Gateway مسئول تبدیل پروتکل‌ها نیز است و قادر است بین پروتکل‌های مختلف ترجمه واسط ایجاد کند تا ارتباط با سرویس‌های مختلف را ممکن سازد.

همچنین، API Gateway احراز هویت و مجوزدهی را نیز انجام می‌دهد. این به معنای آن است که این سرویس قادر است اطمینان حاصل کند که شناسه و رمز عبور معتبر است و مجوز دسترسی به سرویس‌ها را به درخواست‌دهنده بدهد. این امر امنیت و کنترل دسترسی را برای سرویس‌ها فراهم می‌کند.

در نهایت، API Gateway قابلیت مانیتورینگ و لاگ‌گیری را نیز دارد. این سرویس اطلاعات مفصلی در مورد ترافیک و وضعیت درخواست‌ها را ارائه می‌دهد که برای مانیتورینگ و ایجاد گزارشات مفید است. این اطلاعات می‌تواند به تیم‌های عملیاتی کمک کند تا عملکرد سیستم را نظارت کنند و در صورت نیاز به بهبود‌های لازم اقدام کنند.

درباره تعامل API Gateway با ESB، می‌توان گفت که API Gatewayمی‌تواند به عنوان یک مشترک (subscriber) به ESB متصل شود. این به معنای آن است که API Gateway قادر است از رویدادها و پیام‌های ارسالی توسط سرویس‌ها اطلاع پیدا کند و به آن‌ها واکنش نشان دهد. از طرف دیگر، ESB (Enterprise Service Bus) نیز قابلیت تسهیل ادغام سیستم‌های مختلف و تبادل اطلاعات بین سرویس‌ها را دارد. بنابراین، این دو سرویس می‌توانند با همکاری، امکان توسعه و ادغام سیستم‌های مختلف را فراهم کنند و فرآیند تبادل اطلاعات بین این سرویس‌ها را سهولت بخشند.

ابزار Enterprise Service Bus (ESB) یک مفهوم اصلی در ادغام سرویس‌ها است که به تبادل پیام بین سیستم‌ها کمک می‌کند .ESB قادر است پیام‌ها را بین سرویس‌ها ارسال و دریافت کند و همچنین فرمت داده‌ها را بین سرویس‌ها تبدیل کند تا امکان ارتباط بین سیستم‌های مختلف با فرمت‌های مختلف را فراهم کند. این قابلیت به توسعه و ادغام سیستم‌های مختلف کمک می‌کند و از نیاز به ایجاد اتصال مستقیم بین سرویس‌ها جلوگیری می‌کند.

همچنین، ESB قابلیت مدیریت خطا و بازیابی را نیز دارد. با استفاده از قابلیت‌های خطاپذیری و بازیابی، ESB می‌تواند خطاها را تشخیص دهد و بهبودی در مدیریت آن‌ها ایجاد کند. این قابلیت‌ها می‌توانند از پایداری و قابلیت اطمینان سیستم بهره‌برداری کنند.

درباره تعامل ESB با API Gateway، می‌توان گفت که ESB می‌تواند به عنوان یک توسعه‌دهنده (producer) به API Gateway متصل شود. این به معنای آن است که ESB قادر است از درخواست‌های ارسالی به سرویس‌ها اطلاع پیدا کند و با آن‌ها تعامل کند. از طرف دیگر، ESB قابلیت تبادل اطلاعات و رویدادها با API Gateway را دارد و می‌تواند اطلاع‌رسانی به تغییرات و اطلاعات مهم در سیستم را انجام دهد. با این تعامل، امکان ارتباط و همکاری بین ESB و API Gateway برای بهبود عملکرد و ادغام سیستم‌ها فراهم می‌شود.

حال باید دید تفاوت بین ESB و API Gateway چیست؟

سرویس Enterprise Service Bus (ESB) به عنوان یک فناوری قدیمی برای اتصال سرویس‌های دیجیتال در سازمان‌ها شناخته می‌شود. این ابزارها به منظور یکپارچه‌سازی برنامه‌های سازمانی (EAI) به کار می‌روند و یک لایه انتزاعی ارائه می‌دهند، امکانات هماهنگی و انتقال داده‌های مختلف برنامه به برنامه را به ارمغان می‌آورند. در مقابل، دروازه API به عنوان یک لایه پروکسی برای سرویس‌های دیجیتال عمل می‌کند و از طریق رابط‌های برنامه‌نویسی (API) ویژگی‌های متنوع را مدیریت می‌نماید.

استفاده از دروازه‌های API نسبت به ESBبه دلیل هماهنگی، ادغام، و قابلیت‌های امنیتی بیشتر آن‌ها، ترجیح داده می‌شود. در حالی که ESB ابزارهایی با تاریخچه طولانی‌تر در یکپارچه‌سازی برنامه‌ها بودند و به عنوان پیشرو برای دروازه‌های APIشناخته شدند، اما با توجه به اهمیت روزافزون APIها و نیاز سازمان‌ها به تغییر، دروازه‌های API به عنوان ابزارهای موثرتری برای دستیابی به هماهنگی در خدمات دیجیتالی ثابت قدم ایستاده‌اند.

دروازه API ابزار معماری‌ای است که کمک می‌کند تا سازمان‌ها به بهترین شکل ممکن به تحول دیجیتال دست یابند و نسبت به Enterprise Service Bus (ESB) تفاوت‌های کلیدی دارد. در مقایسه با ESB، دروازه API بهترین انتخاب برای هماهنگی سرویس‌های دیجیتال، پایگاه‌های داده یا برنامه‌های کاربردی است. این دروازه‌ها انعطاف‌پذیرتر هستند و بهتر با پلتفرم‌های مختلف هماهنگ می‌شوند. به همین دلیل، دروازه‌های API به خوبی با اهمیت روزافزون APIها در محیط شرکت‌های مدرن هماهنگ می‌شوند.

تمایزات اولیه بین API Gateway و Enterprise Service Bus (ESB) از عملکردهای اصلی و رویکردهای معماری آنها ناشی می‌شود. API Gateway عمدتا بر مدیریت، ایمن سازی و بهینه سازی APIها متمرکز است و به عنوان دروازه ای برای درخواست های API با وظایفی مانند احراز هویت، مجوز و مدیریت ترافیک عمل می‌کند. در مقابل، ESBبرای یکپارچه‌سازی گسترده‌تر در سطح سازمانی، مدیریت هماهنگ‌سازی و ادغام خدمات، برنامه‌ها و سیستم‌های مختلف در سراسر یک سازمان طراحی شده است.

از نظر هماهنگی خدمات، API Gateway در هماهنگی خدمات دیجیتال، پایگاه‌های داده و اجزای برنامه از طریق APIها برتر است. از سوی دیگر، ESB به طور سنتی برای همنواسازی خدمات، مدیریت ارتباطات و تعامل بین سرویس‌ها و سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود.

با توجه به انعطاف پذیری و استقلال پلتفرم، API Gateway به طور کلی انعطاف پذیرتر و مستقل از پلتفرم است و به راحتی با محیط ها و فناوری های مختلف سازگار می‌شود. اغلب برای کار یکپارچه با پلتفرم‌های مختلف طراحی شده است. در مقابل، ESB، در حالی که قادر به ادغام سیستم های مختلف است، ممکن است بیشتر به فناوری ها یا پلتفرم های خاص مرتبط باشد.

در حوزه امنیت و انتزاع، API Gateway یک لایه انتزاعی را از طریق APIها ارائه می‌کند و با مدیریت کنترل‌های دسترسی، رمزگذاری و سایر ویژگی‌های امنیتی در سطح API، امنیت را افزایش می‌دهد. ESB بر نگرانی‌های امنیتی گسترده‌تر مربوط به ادغام‌های سطح سازمانی تمرکز دارد، اما ممکن است فاقد جزئیات و کنترل بر جنبه‌های امنیتی خاص API باشد.

در زمینه معماری‌های مدرن، API Gateway برای میکروسرویس‌ها مناسب است و بر خدمات سبک وزن و قابل استقرار مستقل تأکید دارد. برعکس، ESBدارای پیوندهای تاریخی با معماری‌های یکپارچه است و ممکن است با چالش‌هایی مواجه شود تا با ماهیت غیرمتمرکز و مدولارتر میکروسرویس‌ها سازگاری یابد.

از نظر مقیاس پذیری، API Gateway اغلب با توجه به مقیاس‌پذیری طراحی می‌شود، به ویژه برای سناریوهایی با تعداد قابل توجهی درخواست API. همچنین مقیاس‌بندی افقی در تنظیمات API Gateway رایج‌تر است. در مقابل، ESB ممکن است با چالش‌هایی در مقیاس‌پذیری مواجه شود، به ویژه در معماری های بسیار توزیع شده.

همچنین باید دانست که ESB ها تمایل دارند که توسعه دهندگان را ملزم به نوشتن کد برای مدیریت وظایف میانجیگری حتی نسبتاً ساده کنند. ESB ها به شیوه‌ای تجویزی عمل می‌کنند و دقیقاً همان کاری را که به آن‌ها دستور داده شده است انجام می‌دهند.

انتقال از Enterprise Service Bus (ESB) به API Gateways

انتقال از یک گذرگاه خدمات سازمانی (ESB) به دروازه‌های API نیازمند برنامه‌ریزی و اجرای دقیق برای اطمینان از تغییر یکپارچه است. در زیر مراحل رویه ای برای این مهاجرت مشخص می‌شود:

مرحله اولیه شامل ارزیابی جامع زیرساخت ESB موجود است که شامل یکپارچه‌سازی‌ها، خدمات و وابستگی‌ها می‌شود. شناسایی APIهای حیاتی و ارزیابی وضعیت فعلی ESB از نظر امنیت، عملکرد و مقیاس پذیری بسیار مهم است.

سپس APIهای حیاتی اولویت بندی می شوند و زمینه را برای طراحی بعدی معماری API Gateway فراهم می‌کنند. این مرحله طراحی شامل ملاحظاتی برای امنیت، مقیاس‌پذیری و عملکرد، با تمرکز بر اجرای ویژگی‌هایی مانند احراز هویت، مجوز، throttling و نظارت است.

انتخاب راه حل مناسب API Gateway قدم بعدی است، با گزینه هایی از پلتفرم های تاسیس شده مانند Apigee، AWS API Gateway، Azure API Management تا راه حل های منبع باز مانند Kong.

فرآیند مهاجرت شامل نگاشت ادغام‌های ESB موجود به APIهای مربوطه در دروازه API است که انتقال یکپارچه عملکردها را تضمین می‌کند. قابلیت‌های تبدیل داده و میانجی‌گری، در صورت وجود در ESB، در دروازه API تکرار می‌شوند.

مکانیسم‌های امنیتی، از جمله کلیدهای API، OAuth یا سایر روش‌های احراز هویت، در دروازه API پیاده‌سازی می‌شوند و با سیاست‌های امنیتی تعیین‌شده همسو می‌شوند.

ابزارهای نظارت و تجزیه و تحلیل در دروازه API برای ردیابی استفاده، عملکرد و مشکلات احتمالی API تنظیم شده است. تست شامل جنبه‌های عملکردی، امنیتی و عملکردی برای تایید کامل مهاجرت است.

یک رویکرد مهاجرت مرحله‌ای اتخاذ می‌شود که با APIهای کمتر بحرانی برای اعتبارسنجی راه‌اندازی جدید و به حداقل رساندن اختلالات شروع می‌شود. به طور همزمان، تلاش‌های آموزشی و مستندسازی بر آشنایی تیم‌های توسعه و عملیات با راه‌اندازی جدید API Gateway متمرکز است.

برنامه های کلاینت که API مصرف می‌کنند به روز می شوند تا به نقاط پایانی دروازه API جدید اشاره کنند. نظارت مستمر پس از مهاجرت، عملکرد و امنیت مطلوب را تضمین می‌کند و امکان بهینه سازی پیکربندی بر اساس الگوهای استفاده در دنیای واقعی را فراهم می‌کند.

پس از ایجاد اطمینان در پایداری و عملکرد API Gateway، برنامه‌هایی برای بازنشستگی یا از کار انداختن ESB، تکمیل فرآیند مهاجرت، آغاز می‌شوند. این رویکرد استراتژیک یک انتقال موفقیت آمیز را تضمین می‌کند در حالی که معماری یکپارچه‌سازی مدرن و مقیاس پذیر را در برمی‌گیرد.

همکاری ESB و API Gateway

تعامل بین دروازه‌های API و Enterprise Service Bus (ESB) در زمینه ارکستراسیون یک جنبه محوری از معماری‌های یکپارچه‌سازی مدرن است. درک نحوه کار این مؤلفه ها با هم، بینش‌هایی را در مورد پیاده‌سازی فرآیندهای دیجیتال و افزایش کارایی خدمات دیجیتال ارائه می‌دهد.

دروازه‌های API به عنوان یک رابط بسیار مهم عمل می‌کنند و ارتباط یکپارچه بین برنامه‌ها، سرویس‌ها و سیستم‌های مختلف را تسهیل می‌کنند. آنها نقش اصلی را در مدیریت، ایمن سازی و بهینه سازی قرار گرفتن در معرض API ها ایفا می‌کنند. در چشم انداز ارکستراسیون، API Gateways به طور قابل توجهی به ارکستراسیون خدمات کمک می‌کند و تضمین می‌کند که خدمات دیجیتال به طور هماهنگ عمل می‌کنند.

در فرآیند ارکستراسیون، دروازه‌های API به‌عنوان نقاط ورودی برای درخواست‌های خارجی عمل می‌کنند و به عنوان پل ارتباطی بین مشتریان و سرویس‌های زیربنایی یا میکروسرویس‌های هماهنگ‌شده توسط ESB عمل می‌کنند. آنها نقش حیاتی در مسیریابی درخواست ها، اجرای اقدامات امنیتی و مدیریت چرخه حیات API دارند. با ادغام این توابع، API Gateways مدیریت کلی و مقیاس پذیری معماری ارکستراسیون را افزایش می‌دهد.

از سوی دیگر، ESBها ابزارهای یکپارچه سازی سنتی هستند که بر هماهنگی ارتباطات و جریان داده بین برنامه ها و خدمات مختلف در یک سازمان تمرکز می‌کنند. ESB ها هاب متمرکزی را برای ادغام سیستم های متفاوت فراهم می‌کند و آنها را قادر می سازد به طور منسجم کار کنند. در زمینه ارکستراسیون، ESBها اغلب مدیریت گردش کار پیچیده را انجام می‌دهند و اطمینان حاصل می‌کنند که خدمات مختلف برای انجام فرآیندهای تجاری خاص فراخوانی و هماهنگ می شوند.

هم افزایی بین API Gateways و ESBs در سناریوهای orchastrationدر نقش مکمل آن‌ها مشهود است. دروازه‌های API در مدیریت رابط‌های خارجی، مدیریت ترافیک API و اجرای سیاست‌های امنیتی عالی هستند. در همین حال، ESB ها در سازماندهی خدمات داخلی، طراحی جریان های کاری پیچیده، و مدیریت تبدیل داده‌ها تخصص دارند.

فرآیند ارکستراسیون معمولاً به صورت زیر اعمال می‌شود: درخواست های خارجی به دروازه API هدایت می شوند، و سپس با ESB ارتباط برقرار می‌کند تا جریان‌های کاری هماهنگ را راه اندازی کند. ESB، به نوبه خود، اجرای سرویس های مختلف را هماهنگ می‌کند، و اطمینان حاصل می‌کند که داده های مورد نیاز بازیابی، تبدیل و از طریق دروازه API به مشتری درخواست کننده تحویل داده می‌شود.

این رویکرد مشترک، نقاط قوت هر دو مؤلفه را بهینه می‌کند. دروازه های API امنیت، مقیاس پذیری و مدیریت API های خارجی را افزایش می‌دهند، در حالی که ESB ها فرآیندهای هماهنگ سازی داخلی را ساده می‌کنند و یک چارچوب منسجم برای مدیریت گردش‌های کاری پیچیده ارائه می‌دهند.

در نتیجه، ادغام دروازه‌های API و ESBدر یک تنظیم ارکستراسیون، یک رویکرد مدرن و جامع برای مدیریت خدمات دیجیتال را نشان می‌دهد. با بهره‌گیری از نقاط قوت هر جزء، سازمان ها می توانند به یک معماری ارکستراسیون قوی، مقیاس پذیر و ایمن دست یابند که ارتباطات و همکاری یکپارچه را در میان خدمات و سیستم های دیجیتال متنوع تسهیل می‌کند.

11. آینده API Gateway و توسعه‌ی آینده

به‌صورت کلی API و API Gateway به‌عنوان یک قسمت اساسی از معماری نرم‌افزارها و سیستم‌های مبتنی بر سرویس، در آینده نقش مهمی در تحولات تکنولوژیک خواهد داشت. برخی از روندها و تحولات آینده مرتبط با API Gateway عبارت‌اند از:

1. توسعه سرویس‌های Cloud-Native: با گسترش بیشتر استفاده از سرویس‌های ابری و توسعه سرویس‌های Cloud-Native، API Gateway نیاز به ادغام بیشتر با این محیط‌ها را خواهد داشت. این ادغام باعث بهبود قابلیت انعطاف و مقیاس‌پذیری API Gateway در محیط‌های ابری مختلف می‌شود.

2. استفاده از هوش مصنوعی (AI) و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها: اجرای الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های ترافیک APIمی‌تواند به بهبود عملکرد و امنیت API Gatewayکمک کند. این رویکرد به تشخیص حملات امنیتی، بهینه‌سازی ترافیک و پیش‌بینی مسائل احتمالی می‌پردازد.

3. گسترش مفهوم Serverless: استفاده از مفهوم Serverless در توسعه نرم‌افزارها، تأثیر زیادی بر API Gateway خواهد داشت. این تغییر به معنای استفاده از توابع کوتاه‌مدت (functions) به‌جای سرورهای مداوم است و API Gateway باید این نیازهای تغییرات نسبت به مدل‌های متداول مدیریت کند.

ابزارها و فناوری‌های مختلف که ممکن است در آینده تأثیر بگذارند:

1. گسترش استفاده از GraphQL: تکنولوژی GraphQL به‌عنوان یک زبان پرس‌وجو (query language) برای API ها، در آینده ممکن است جایگزین برخی از مدل‌های سنتی RESTfulشود. این تغییر ممکن است نیاز به تغییرات در API Gateway داشته باشد تا از ویژگی‌ها و امکانات GraphQLبهره‌مند شود.

2. استفاده از تکنولوژی‌های تجربی‌تر مانند gRPC: توسعه روش‌های جدید ارتباطی مانند gRPC به‌عنوان جایگزینی برای REST، نیاز به تغییرات در API Gateway دارد. این تغییرات بر اساس نیازهای ارتباطی کاربران و سرویس‌ها خواهد بود.

3. استفاده از تکنولوژی‌های Microservices: با گسترش معماری مبتنی بر Microservices، API Gateway باید به سازگاری با این معماری پاسخ دهد و امکاناتی را برای مدیریت و کنترل ارتباط بین این سرویس‌ها فراهم کند.

درنتیجه، آینده API Gateway به‌شدت وابسته به تحولات تکنولوژیک و نیازهای روز صنعت نرم‌افزار می‌باشد. توسعه‌دهندگان و مدیران API Gatewayباید از نزدیک تحولات این فضا را دنبال کرده و به‌روزرسانی‌های لازم را در API Gateway خود اعمال کنند تا همیشه با مشتریان و نیازهای آینده همگام باشند.

12. خلاصه و نتیجه‌گیری

امروزه نقش سیستم‌های کامپیوتری به عنوان یک عنصر حیاتی در صنعت در حال گسترش است. این سیستم‌ها، با ایجاد مزایای چشمگیر برای ذینفعان خود، به عنوان مهمترین ستون‌های پشتیبان اقتصاد جهانی هستند. با پیچیده‌تر شدن نرم‌افزارها به همراه افزایش چشمگیر حجم داده و پروژه‌ها، نیاز به مدیریت کارآمدتر این سیستم‌ها نیز افزایش یافته است.

نگرانی‌ها و چالش‌ها مرتبط با ارتباطات و اداره منابع نرم‌افزاری روز به روز بیشتر می‌شود. این نیاز به بهبود عملکرد و ارتباطات درون و بین سازمان‌ها، موجب طراحی و پیاده‌سازی بهترین راهکارها شده است. به همین دلیل، حضور API‌ها و به ویژه API Gateway‌ها به عنوان ابزارهای مدیریت ارتباطات نقش بسیار حیاتیی ایفا می‌کند.

همچنین API Gateway‌ به‌عنوان نقطه ورودی محوری برای درخواست‌های خارجی، نقش مهمی در مدیریت ترافیک و اجرای سیاست‌های امنیتی و مدیریتی بازی می‌کنند. این ابزارها با استفاده از پروتکل‌های مختلف به صورت گسترده در سازمان‌ها استفاده می‌شوند و نقل و انتقال داده‌ها و اطلاعات را تسهیل می‌کنند. توجه به معماری متناسب با نیازها و اهداف مشتریان نه تنها به بهبود عملکرد API‌ها کمک می‌کند بلکه باعث افزایش توانایی ارتباطی و جلب مشتریان بیشتر می‌شود.

با پیشرفت معماری API Gateway‌ها و اضافه کردن ویژگی‌های کیفی مانند امنیت، مقیاس‌پذیری و قابلیت مدیریت بالا، این ابزارها به یک عنصر کلیدی در فرآیند ارتباطی و تبادل اطلاعات تبدیل شده‌اند. نتیجه این تحول، به وجود آمدن بازارهای جدید و ایجاد فضای رقابتی فراگیر بین شرکت‌های ارائه‌دهنده API Gateway است. این فضا، از نظر تجاری و فناوری، فرصت‌های جدیدی را برای بهبود ارتباطات و افزایش کیفیت خدمات در دنیای نرم‌افزار ایجاد کرده است.

مراجع

https://konghq.com/blog/enterprise/api-infrastructure-esb-versus-api-gateway

https://www.akana.com/blog/esb-vs-api-gateway

https://library.cyentia.com/report/report_012056.html

این مطلب، بخشی از تمرین‌های درس معماری نرم‌افزار در دانشگاه شهید بهشتی است.

تهیه و تدوین این مطلب با همکاری همکلاسی بنده خانم محدثه سخائی انجام شده است.