Dominando a arquitetura de API: um guia abrangente | Astera

Você sabia que uma empresa média utiliza mais de 1,500 APIs para conduzir suas operações digitais? As APIs desempenham um papel fundamental no cenário atual orientado por dados. No entanto, poucos sabem o impacto que a arquitetura da API tem na melhoria do desempenho da API.

O que são APIs?

Uma API, ou interface de programação de aplicativos, é uma interface de software que determina como diferentes sistemas de software se comunicam entre si e trocam dados e funcionalidades. Pense em uma API como um acordo contratual entre um provedor de serviços e um consumidor. O provedor oferece serviços como dados, funcionalidades ou recursos, e o consumidor acessa esses serviços por meio da API.

APIs potencializam aplicativos e serviços diários. Quando você interage com plataformas de mídia social como Facebook ou Twitter, as APIs permitem ações como postar, curtir e compartilhar. As APIs também facilitam experiências de comércio eletrônico em plataformas como Amazon ou eBay, permitindo aos usuários navegar, pesquisar e realizar transações. Até mesmo suas interações com aplicativos de mapeamento ou clima envolvem APIs, facilitando o acesso a dados de localização e meteorológicos de diversas fontes.

O que é arquitetura de API?

Embora API se refira à interface, a arquitetura de API envolve projetar e implementar APIs. Em suma, permite ditar como estruturar, organizar e expor os dados e funcionalidades de um sistema de software.

Uma arquitetura de API eficaz prioriza a criação de componentes reutilizáveis ​​e interoperáveis, concentrando-se na interface externa e não nos detalhes internos de implementação.

A arquitetura de API se destaca da arquitetura de software tradicional em aspectos importantes. Requer uma consideração cuidadosa das necessidades e expectativas dos consumidores de API, muitas vezes diferentes das dos desenvolvedores de API. Uma API possui diversas responsabilidades em facilitar a comunicação entre um sistema de software e o mundo exterior. Define entradas, saídas, formatos de dados, protocolos e mecanismos de autenticação e autorização.

Um conceito predominante na arquitetura de API é a abordagem API-first. Isso envolve projetar e construir APIs antes de desenvolver os aplicativos que as utilizam, gerando benefícios como um contrato de API claro e consistente, processos de desenvolvimento mais rápidos, design modular e reutilizável e suporte para uma arquitetura escalável e flexível.

No entanto, implementar uma arquitetura de API traz desafios. Exige um alto nível de especialização para lidar com vários aspectos de comunicação, como segurança, desempenho, confiabilidade e compatibilidade. A comunicação e colaboração eficazes entre desenvolvedores de API e consumidores são cruciais para atender às expectativas e requisitos.

Encontrar um equilíbrio entre a qualidade e a quantidade da API é outro desafio – a arquitetura da API deve ser capaz de fornecer funcionalidades e dados suficientes sem uma complexidade esmagadora.

Camadas de arquitetura de API

As camadas da arquitetura de API trabalham em conjunto para criar uma solução abrangente. Cada camada desempenha uma função distinta, interagindo perfeitamente com outras camadas por meio de interfaces e protocolos bem definidos.

Camada de Dados

A camada de dados permite que as APIs forneçam e compartilhem dados, mantendo a qualidade dos dados, garantindo a segurança e facilitando a escalabilidade para diversos aplicativos e serviços.

Um estudo descobriu que uma camada de dados pode elevar a qualidade dos dados em até 50%, principalmente eliminando discrepâncias e erros de dados. Por exemplo, fornece um ponto centralizado para gerenciamento de dados, reduzindo as chances de dados inconsistentes ou errôneos em diferentes partes do sistema.

Uma camada de dados bem projetada separa os dados da lógica de negócios e das camadas de apresentação. Isso torna a arquitetura da API mais fácil de manter e dimensionar. Ele também pode ocultar em camadas detalhes de acesso e manipulação de dados dos consumidores da API, oferecendo uma interface padrão e consistente para operações de dados.

Da mesma forma, a camada de dados suporta diferentes formatos e fontes de dados, permitindo integrar diversos sistemas de dados e criar APIs ricas e variadas. De acordo com um estudo, uma camada de dados pode aumentar a eficiência da coleta de dados em até 40%, pois reduz a necessidade de codificação e testes manuais.

Camada de aplicação

No centro da arquitetura de API, a camada de aplicação lida com a computação e o processamento de dados e lógica, moldando a funcionalidade e o comportamento de APIs e aplicações. Componentes como microsserviços, funções sem servidor, lógica de negócios e algoritmos residem aqui.

A camada de aplicação usa diferentes ferramentas, como Node.js, Python e AWS Lambda, para aprimorar a confiabilidade geral, a escalabilidade e o desempenho das tarefas e operações relacionadas à API. Por exemplo, Node.js e Python simplificam o tratamento de dados recebidos, enquanto o AWS Lambda, um serviço de computação sem servidor, contribui para uma arquitetura de API escalonável.

Camada de Integração

Servindo como ponte, a camada de integração conecta e integra camadas de dados e aplicativos com sistemas e aplicativos externos. Mecanismos como gateways de API, malhas de serviço, corretores de mensagens e fluxos de eventos desempenham um papel crucial para permitir isso:

• Gateways de API: Os gateways de API gerenciam solicitações recebidas para serviços de back-end relevantes com base em regras predefinidas. Isso garante que os dados e funcionalidades corretos sejam acessados ​​pelos usuários ou outros serviços. Além disso, os gateways de API contribuem para o desempenho geral do sistema, implementando balanceamento de carga e distribuindo o tráfego de entrada por vários servidores para evitar a sobrecarga de qualquer servidor único.
• Malhas de serviço: As malhas de serviço gerenciam a comunicação entre microsserviços em um aplicativo. Eles fornecem infraestrutura para comunicação serviço a serviço, lidando com descoberta e roteamento de serviços.
• Corretores de mensagens: Os intermediários de mensagens facilitam a comunicação assíncrona entre diferentes componentes em um sistema distribuído. Desempenham um papel fundamental na dissociação dos produtores dos consumidores, permitindo que os componentes operem de forma independente.
• Fluxos de eventos: Os fluxos de eventos fornecem um fluxo contínuo de eventos que podem ser consumidos por diferentes componentes ou sistemas. Eles permitem comunicação em tempo real e fluxos de trabalho orientados a eventos, permitindo que os sistemas reajam prontamente às mudanças.

Camada de interação

A camada de interação é uma parte fundamental da arquitetura da API porque define como a API se comunica com outros sistemas e usuários. Ele fornece especificações, formatos, protocolos e ferramentas que permitem que a API seja acessada, compreendida e usada de maneira eficaz.

A camada de interação estabelece uma forma consistente e uniforme de expor e consumir APIs, independentemente das tecnologias ou plataformas subjacentes. Isto reduz a complexidade e aumenta a interoperabilidade entre diferentes sistemas e aplicações. Ele também fornece informações claras e abrangentes sobre a funcionalidade, parâmetros, respostas e erros da API. Isso ajuda os desenvolvedores e usuários a aprender e usar a API de maneira correta e eficiente.

Camada de Serviços de Gerenciamento

Atuando como o cérebro da arquitetura da API, a camada de serviços de gerenciamento supervisiona o ciclo de vida e o desempenho das APIs e dos aplicativos. Esses serviços incluem design, desenvolvimento, implantação, controle de versão, governança, análise, teste e depuração de API. Essa camada é fundamental para fornecer as ferramentas e serviços necessários para criar, gerenciar e aprimorar APIs e aplicativos.

Na fase de design, a camada de serviços de gerenciamento auxilia na estruturação de APIs e aplicações de acordo com as melhores práticas e padrões. Também facilita a documentação e o teste de APIs e aplicativos antes da implantação. A camada de serviços de gerenciamento desempenha um papel crucial na implantação de APIs e aplicativos em diferentes ambientes, seja na nuvem, no local ou híbrido. Garante ainda a escalabilidade de APIs e aplicativos com base na demanda e na carga.

Camada de serviços de segurança

A camada de serviços de segurança é responsável por proteger os dados e a comunicação de APIs e aplicações. Ele emprega mecanismos como criptografia, autenticação, autorização, auditoria e registro. Protocolos e padrões como SSL/TLS, OAuth, JWT e chaves de API desempenham um papel crítico na camada de serviços de segurança, pois mantêm a confidencialidade, integridade e disponibilidade dos dados.

Componentes da arquitetura API

Os componentes da arquitetura de API oferecem serviços e funções específicas para APIs e aplicações. Compreender esses componentes é essencial para criar, gerenciar e consumir APIs com segurança e eficiência. Vamos explorar os cinco componentes principais da arquitetura de API, investigando sua finalidade, função e práticas recomendadas.

Gateway de API

O gateway de API serve como ponto de entrada, gerenciando as solicitações e respostas entre consumidores e provedores de API. O gateway de API cuida de:

• Balanceamento de carga: Distribuir o tráfego entre vários servidores ou instâncias para melhorar o desempenho.
• Cache: Armazenamento temporário de dados ou respostas para reduzir a latência e a carga do sistema de back-end.
• Limitação de taxa: Controlar o número de solicitações para evitar sobrecarga ou abuso.
• Transformação: Converter dados ou mensagens para garantir compatibilidade e interoperabilidade.

Portal de APIs

O portal API atua como interface, fornecendo informações e documentação para os desenvolvedores descobrirem e consumirem APIs e aplicativos. Oferece:

• Catálogo de APIs: Um diretório de APIs disponíveis com descrições, categorias e tags.
• Documentação da API: Uma explicação detalhada do contrato API, abrangendo entradas, saídas, formatos de dados, protocolos, autenticação, autorização, erros, etc.
• Ferramentas de teste de API: Ferramentas que permitem aos consumidores testar e validar a funcionalidade da API.
• Bibliotecas de cliente da API: Código e funções pré-construídas que facilitam a integração e o consumo de API.

Plataforma de gerenciamento de APIs

A plataforma de gerenciamento de API funciona como centro de controle, supervisionando o ciclo de vida e o desempenho de APIs e aplicativos. Oferece serviços como:

• Projeto de API: Permitindo que os desenvolvedores criem e definam o contrato da API.
• Desenvolvimento de APIs: Permitir implementação e teste de lógica e funcionalidade de API.
• Implantação de API: Permitindo publicação, atualização, controle de versão, preparação e implementação de APIs e aplicativos.
• Governança de API: Aplicar e manter qualidade, consistência e conformidade por meio de políticas, padrões e diretrizes.

Serviços de segurança de API

Os serviços de segurança API formam a camada protetora, garantindo a segurança e proteção dos dados e da comunicação. Os mecanismos incluem:

• Criptografia: Transformar dados ou mensagens em um formato ilegível para evitar acesso ou modificação não autorizada.
• Autenticação: Verificar a identidade dos consumidores ou provedores de API para garantir credibilidade.
• Autorização: Determinar permissões e direitos de acesso para restringir ações não autorizadas.
• Auditoria: Registro e rastreamento de atividades e eventos para conformidade com regras e regulamentos.

A compreensão desses componentes permite que você navegue pelas complexidades da arquitetura de API, facilitando o gerenciamento seguro e eficiente de API para seus projetos.

Como projetar uma arquitetura de API?

Etapa 1: Definir os objetivos e requisitos da arquitetura da API

Comece definindo os objetivos e requisitos da sua arquitetura de API. Conduza uma análise completa do domínio do problema, envolvendo partes interessadas relevantes, como desenvolvedores, clientes, parceiros e gerentes. Documente os objetivos e requisitos de maneira clara e concisa, usando ferramentas como histórias de usuários, casos de uso ou especificações.

Etapa 2: escolha o estilo e formato de API corretos

Selecione o estilo e formato da API que melhor atende aos objetivos e requisitos do seu projeto. Considere opções como REST, GraphQL, gRPC ou SOAP, cada uma com vantagens e desvantagens distintas. Escolha com base em seus dados e características do aplicativo. Por exemplo, GraphQL para flexibilidade, gRPC para velocidade e eficiência ou REST para simplicidade e padronização.

Etapa 3: implementar práticas recomendadas de design de API

Siga os princípios de design de API para criar uma API de alta qualidade, fácil de usar e de fácil manutenção. Abrace princípios como simplicidade, consistência, usabilidade, modularidade, confiabilidade, segurança e testabilidade.

• Simplicidade: evita complexidade e confusão ao ter uma estrutura lógica, nomenclatura consistente e endpoints e parâmetros mínimos.
• Uniformidade: manter o mesmo formato, protocolo e estilo em todos os aspectos da API, como endpoints, parâmetros, respostas e erros.
• Usabilidade: Fornece documentação clara e precisa, bem como ferramentas e métodos para teste e depuração, para aprimorar a experiência do usuário e do desenvolvedor.
• Modularidade: Permitindo fácil integração e extensão, separando as preocupações em componentes menores, independentes e fracamente acoplados.
• Confiabilidade: Garantindo estabilidade e desempenho consistente exibindo alta disponibilidade e tolerância a falhas.
• Segurança: Proteger os dados e a comunicação da API e de seus usuários usando criptografia forte, autenticação e mecanismos de autorização.
• Testabilidade: Verificar a qualidade e a exatidão da API por meio de uma especificação clara e mensurável e pela realização de testes abrangentes e automatizados.

Etapa 4: documentar e testar as APIs

Documentação e testes são aspectos cruciais no projeto da arquitetura da API. Crie e mantenha documentação abrangente usando especificações e ferramentas como OpenAPI, Swagger ou Postman. Teste a funcionalidade, o desempenho, a compatibilidade e a segurança da API usando ferramentas e estruturas confiáveis, por exemplo, Mocha, Chai, Jest ou Supertest.

Etapa 5: Implementar políticas de segurança e governança de API

Implemente políticas de segurança e governança para proteger e gerenciar a API. Use mecanismos como OAuth, JWT, HTTPS ou SSL para segurança. Controle a API por meio de monitoramento, controle de versão e gerenciamento do ciclo de vida. Ferramentas como Prometheus, Grafana, Versionamento Semântico e metodologias CI/CD auxiliam na implementação dessas políticas.

Etapa 6: Monitore e otimize o desempenho e a qualidade da API

Monitore e otimize continuamente o desempenho e a qualidade da API. Utilize métricas de monitoramento, testes e feedback do usuário para identificar e resolver problemas, como:

• erros: monitorar e otimizar o desempenho e a qualidade da API pode ajudar a detectar e corrigir erros, garantindo que a API funcione de maneira correta e confiável.
• Latência: a latência pode afetar a experiência do usuário e o desempenho dos aplicativos e serviços dependentes. Monitorar e otimizar o desempenho e a qualidade da API pode ajudar a reduzir e melhorar a latência, garantindo que a API responda de forma rápida e tranquila.
• Vulnerabilidades de segurança: As vulnerabilidades de segurança podem ser causadas por vários fatores, como design inadequado, falta de criptografia, autenticação fraca ou dependências desatualizadas. Monitorar e otimizar o desempenho e a qualidade da API pode ajudar a identificar e prevenir vulnerabilidades de segurança, garantindo que a API esteja segura e protegida.

Implemente práticas recomendadas, como cache, compactação, paginação e otimização, e busque feedback de usuários e partes interessadas para aprimorar a funcionalidade e a usabilidade da API.

Simplificando o design da arquitetura de API sem código

A arquitetura de API é a base dos negócios digitais modernos. Ele permite integração, inovação, escalabilidade e segurança de dados e aplicativos em várias plataformas e sistemas. Com a arquitetura API, você pode criar soluções modulares e reutilizáveis ​​que atendam às necessidades e objetivos do seu negócio.

No entanto, projetar e gerenciar a arquitetura de API pode ser desafiador e demorado. Você precisa considerar vários aspectos, como qualidade dos dados, desempenho, segurança, conformidade e testes. Você também precisa escolher as ferramentas e tecnologias certas que atendam às suas necessidades e preferências.

É por isso que você precisa de uma ferramenta de gerenciamento de API sem código como Astera. Astera é uma plataforma poderosa e fácil de usar que ajuda você a projetar, proteger, publicar e implantar APIs no local, na nuvem ou em ambientes híbridos. Com Astera, você pode:

• Crie APIs usando uma interface de arrastar e soltar ou modelos pré-construídos
• Transforme dados usando funções integradas ou lógica personalizada
• Valide dados usando recursos avançados de criação de perfil de dados
• Automatize fluxos de trabalho usando recursos de agendamento de tarefas
• Monitore o desempenho usando painéis e relatórios em tempo real
• APIs seguras usando recursos de criptografia, autenticação, autorização e auditoria
• Publique APIs usando protocolos RESTful ou SOAP
• Implante APIs em qualquer plataforma ou ambiente

Astera é a solução definitiva para design de arquitetura de API. Ele simplifica o complexo processo de criação e gerenciamento de APIs sem escrever uma única linha de código.

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