Освоение архитектуры API: подробное руководство | Astera

Знаете ли вы, что среднестатистическое предприятие использует более 1,500 API для управления своими цифровыми операциями? API играют ключевую роль в сегодняшней среде, управляемой данными. Однако мало кто знает, какое влияние архитектура API оказывает на повышение производительности API.

Что такое API?

API, или интерфейс прикладного программирования, — это программный интерфейс, который определяет, как различные программные системы взаимодействуют друг с другом и обмениваются данными и функциями. Думайте об API как о договорном соглашении между поставщиком услуг и потребителем. Поставщик предлагает такие услуги, как данные, функции или ресурсы, а потребитель получает доступ к этим услугам через API.

API используются в повседневных приложениях и сервисах. Когда вы взаимодействуете с платформами социальных сетей, такими как Facebook или Twitter, API-интерфейсы позволяют выполнять такие действия, как публикации, отметки «Нравится» и обмен информацией. API также облегчают работу электронной коммерции на таких платформах, как Amazon или eBay, позволяя пользователям просматривать, искать и проводить транзакции. Даже при взаимодействии с картографическими или погодными приложениями используются API, облегчающие доступ к данным о местоположении и погоде из различных источников.

Что такое архитектура API?

В то время как API относится к интерфейсу, архитектура API включает в себя проектирование и реализацию API. Короче говоря, он позволяет диктовать, как структурировать, организовывать и предоставлять данные и функциональные возможности программной системы.

Эффективная архитектура API отдает приоритет созданию повторно используемых и совместимых компонентов, уделяя особое внимание внешнему интерфейсу, а не деталям внутренней реализации.

Архитектура API отличается от традиционной архитектуры программного обеспечения в ключевых аспектах. Это требует тщательного рассмотрения потребностей и ожиданий потребителей API, которые часто отличаются от ожиданий разработчиков API. API несет несколько обязанностей по облегчению связи между программной системой и внешним миром. Он определяет входы, выходы, форматы данных, протоколы, а также механизмы аутентификации и авторизации.

Преобладающей концепцией в архитектуре API является подход «сначала API». Это включает в себя проектирование и создание API-интерфейсов до разработки приложений, которые их используют, что дает такие преимущества, как четкий и последовательный контракт API, более быстрые процессы разработки, модульный и многоразовый дизайн, а также поддержку масштабируемой и гибкой архитектуры.

Однако реализация архитектуры API сопряжена с проблемами. Требуется высокий уровень знаний для управления различными аспектами связи, такими как безопасность, производительность, надежность и совместимость. Эффективное общение и сотрудничество между разработчиками API и потребителями имеют решающее значение для удовлетворения ожиданий и требований.

Еще одной проблемой является достижение баланса между качеством и количеством API: архитектура API должна обеспечивать достаточную функциональность и данные без чрезмерной сложности.

Уровни архитектуры API

Уровни архитектуры API работают в тандеме, создавая комплексное решение. Каждый уровень играет определенную роль, беспрепятственно взаимодействуя с другими уровнями через четко определенные интерфейсы и протоколы.

Уровень данных

Уровень данных позволяет API-интерфейсам предоставлять и обмениваться данными, сохраняя при этом качество данных, обеспечивая безопасность и облегчая масштабируемость различных приложений и сервисов.

Одно исследование обнаружило что уровень данных может повысить качество данных до 50%, в первую очередь за счет устранения неточностей и ошибок в данных. Например, он обеспечивает централизованное управление данными, снижая вероятность появления противоречивых или ошибочных данных в различных частях системы.

Хорошо спроектированный уровень данных отделяет данные от уровней бизнес-логики и представления. Это упрощает обслуживание и масштабирование архитектуры API. Он также может скрывать детали доступа к данным и манипуляций с ними от потребителей API, предлагая стандартный и согласованный интерфейс для операций с данными.

Аналогично, уровень данных поддерживает различные форматы и источники данных, что позволяет интегрировать разнообразные системы данных и создавать богатые и разнообразные API. Согласно одному исследованию, уровень данных может повысить эффективность сбора данных до 40%, поскольку он снижает необходимость ручного кодирования и тестирования.

Уровень приложений

В основе архитектуры API уровень приложений отвечает за вычисления и обработку данных и логики, формируя функциональность и поведение API и приложений. Здесь находятся такие компоненты, как микросервисы, бессерверные функции, бизнес-логика и алгоритмы.

На уровне приложения используются различные инструменты, такие как Node.js, Python и AWS Lambda, для повышения общей надежности, масштабируемости и производительности задач и операций, связанных с API. Например, Node.js и Python оптимизируют обработку входящих данных, тогда как AWS Lambda, сервис бессерверных вычислений, способствует созданию масштабируемой архитектуры API.

Уровень интеграции

Выступая в качестве моста, уровень интеграции соединяет и интегрирует уровни данных и приложений с внешними системами и приложениями. Такие механизмы, как шлюзы API, сервисные сетки, брокеры сообщений и потоки событий, играют решающую роль в обеспечении этого:

• API-шлюзы: Шлюзы API управляют входящими запросами к соответствующим серверным службам на основе предопределенных правил. Это гарантирует, что пользователи или другие службы получат доступ к правильным данным и функциям. Кроме того, шлюзы API способствуют повышению общей производительности системы, реализуя балансировку нагрузки, распределяя входящий трафик между несколькими серверами, чтобы предотвратить перегрузку любого отдельного сервера.
• Сервисные сетки: Сети сервисов управляют связью между микросервисами внутри приложения. Они предоставляют инфраструктуру для связи между сервисами, обработки обнаружения и маршрутизации сервисов.
• Брокеры сообщений: Брокеры сообщений облегчают асинхронную связь между различными компонентами распределенной системы. Они играют ключевую роль в отделении производителей от потребителей, позволяя компонентам работать независимо.
• Трансляции событий: Потоки событий обеспечивают непрерывный поток событий, которые могут использоваться различными компонентами или системами. Они обеспечивают связь в реальном времени и рабочие процессы, управляемые событиями, позволяя системам оперативно реагировать на изменения.

Уровень взаимодействия

Уровень взаимодействия является ключевой частью архитектуры API, поскольку он определяет, как API взаимодействует с другими системами и пользователями. Он предоставляет спецификации, форматы, протоколы и инструменты, которые обеспечивают доступ к API, его понимание и эффективное использование.

Уровень взаимодействия устанавливает согласованный и единообразный способ предоставления и использования API, независимо от базовых технологий или платформ. Это снижает сложность и повышает совместимость различных систем и приложений. Он также предоставляет четкую и полную информацию о функциях API, параметрах, ответах и ​​ошибках. Это помогает разработчикам и пользователям правильно и эффективно изучать и использовать API.

Уровень служб управления

Уровень служб управления, выступая в качестве мозга архитектуры API, контролирует жизненный цикл и производительность API и приложений. Эти услуги включают проектирование API, разработку, развертывание, управление версиями, управление, аналитику, тестирование и отладку. Этот уровень играет важную роль в предоставлении необходимых инструментов и услуг для создания, управления и улучшения API и приложений.

На этапе проектирования уровень служб управления помогает структурировать API и приложения в соответствии с лучшими практиками и стандартами. Это также облегчает документирование и тестирование API и приложений перед их развертыванием. Уровень служб управления играет решающую роль в развертывании API и приложений в различных средах, будь то облако, локальная или гибридная среда. Кроме того, это обеспечивает масштабируемость API и приложений в зависимости от спроса и нагрузки.

Уровень служб безопасности

Уровень служб безопасности отвечает за защиту данных и связь API и приложений. Он использует такие механизмы, как шифрование, аутентификация, авторизация, аудит и журналирование. Протоколы и стандарты, такие как SSL/TLS, OAuth, JWT и ключи API, играют решающую роль на уровне служб безопасности, поскольку они поддерживают конфиденциальность, целостность и доступность данных.

Компоненты архитектуры API

Компоненты архитектуры API предлагают определенные услуги и функции для API и приложений. Понимание этих компонентов необходимо для безопасного и эффективного создания, управления и использования API. Давайте рассмотрим пять ключевых компонентов архитектуры API, углубившись в их назначение, функции и лучшие практики.

API-шлюз

Шлюз API служит точкой входа, управляя запросами и ответами между потребителями и поставщиками API. Шлюз API заботится о:

• Балансировки нагрузки: Распределение трафика между несколькими серверами или экземплярами для повышения производительности.
• Кеширование: Временное хранение данных или ответов для уменьшения задержки и нагрузки на серверную систему.
• Ограничение скорости: Контроль количества запросов для предотвращения перегрузки или злоупотреблений.
• Трансформация: Преобразование данных или сообщений для обеспечения совместимости и взаимодействия.

API-портал

Портал API действует как интерфейс, предоставляя разработчикам информацию и документацию для обнаружения и использования API и приложений. Это предлагает:

• Каталог API: Каталог доступных API с описаниями, категориями и тегами.
• Документация по API: Подробное объяснение контракта API, охватывающее входные и выходные данные, форматы данных, протоколы, аутентификацию, авторизацию, ошибки и т. д.
• Инструменты тестирования API: Инструменты, позволяющие потребителям тестировать и проверять функциональность API.
• Клиентские библиотеки API: Предварительно созданный код и функции, облегчающие интеграцию и использование API.

Платформа управления API

Платформа управления API функционирует как центр управления, контролирующий жизненный цикл и производительность API и приложений. Он предоставляет такие услуги, как:

• Дизайн API: Разрешение разработчикам создавать и определять контракт API.
• Разработка API: Включение реализации и тестирования логики и функциональности API.
• Развертывание API: Разрешение публикации, обновления, управления версиями, подготовки и развертывания API и приложений.
• Управление API: Обеспечение и поддержание качества, последовательности и соответствия с помощью политик, стандартов и руководств.

Службы безопасности API

Службы безопасности API образуют защитный уровень, обеспечивая безопасность и защиту данных и связи. Механизмы включают в себя:

• Шифрование: Преобразование данных или сообщений в нечитаемую форму для предотвращения несанкционированного доступа или изменения.
• Аутентификация: Проверка личности потребителей или поставщиков API для обеспечения доверия.
• Авторизация: Определение разрешений и прав доступа для ограничения несанкционированных действий.
• Аудит: Запись и отслеживание действий и событий на предмет соблюдения правил и норм.

Понимание этих компонентов позволит вам ориентироваться в тонкостях архитектуры API, обеспечивая безопасное и эффективное управление API для ваших проектов.

Как спроектировать архитектуру API?

Шаг 1. Определите цели и требования к архитектуре API.

Начните с определения целей и требований вашей архитектуры API. Проведите тщательный анализ проблемной области с привлечением соответствующих заинтересованных сторон, таких как разработчики, клиенты, партнеры и менеджеры. Документируйте цели и требования в четкой и краткой форме, используя такие инструменты, как пользовательские истории, варианты использования или спецификации.

Шаг 2. Выберите правильный стиль и формат API.

Выберите стиль и формат API, который лучше всего соответствует целям и требованиям вашего проекта. Рассмотрите такие варианты, как REST, GraphQL, gRPC или SOAP, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбирайте исходя из ваших данных и особенностей приложения. Например, GraphQL для гибкости, gRPC для скорости и эффективности или REST для простоты и стандартизации.

Шаг 3. Внедрение лучших практик проектирования API

Придерживайтесь принципов проектирования API, чтобы создать высококачественный, удобный и поддерживаемый API. Придерживайтесь таких принципов, как простота, последовательность, удобство использования, модульность, надежность, безопасность и тестируемость.

• Простота: избежание сложности и путаницы за счет логической структуры, единообразного именования и минимального количества конечных точек и параметров.
• единообразие: поддержание одного и того же формата, протокола и стиля во всех аспектах API, таких как конечные точки, параметры, ответы и ошибки.
• Удобство использования: Предоставление четкой и точной документации, а также инструментов и методов тестирования и отладки для повышения удобства работы пользователей и разработчиков.
• модульность: Обеспечение легкой интеграции и расширения за счет разделения задач на более мелкие, независимые и слабосвязанные компоненты.
• Надежность: Обеспечение стабильности и стабильной производительности за счет высокой доступности и отказоустойчивости.
• Безопасность: Защита данных и связи API и его пользователей с помощью надежных механизмов шифрования, аутентификации и авторизации.
• Тестируемость: Проверка качества и правильности API путем наличия четкой и измеримой спецификации, а также путем проведения комплексного и автоматизированного тестирования.

Шаг 4. Документируйте и тестируйте API.

Документация и тестирование — важнейшие аспекты проектирования архитектуры API. Создавайте и обслуживайте полную документацию, используя спецификации и инструменты, такие как OpenAPI, Swagger или Postman. Проверьте API на предмет функциональности, производительности, совместимости и безопасности, используя надежные инструменты и платформы, например Mocha, Chai, Jest или Supertest.

Шаг 5. Внедрите политики безопасности и управления API.

Внедрите политики безопасности и управления для защиты API и управления им. Для обеспечения безопасности используйте такие механизмы, как OAuth, JWT, HTTPS или SSL. Управляйте API посредством мониторинга, управления версиями и управления жизненным циклом. Такие инструменты, как Prometheus, Grafana, семантическое управление версиями и методологии CI/CD, помогают реализовать эти политики.

Шаг 6. Мониторинг и оптимизация производительности и качества API

Постоянно отслеживайте и оптимизируйте производительность и качество API. Используйте показатели мониторинга, тестирования и отзывов пользователей для выявления и устранения проблем, таких как:

• ошибки: Мониторинг и оптимизация производительности и качества API может помочь обнаружить и исправить ошибки, гарантируя правильную и надежную работу API.
• Задержка: Задержка может повлиять на взаимодействие с пользователем и производительность зависимых приложений и служб. Мониторинг и оптимизация производительности и качества API может помочь уменьшить и улучшить задержку, гарантируя, что API будет реагировать быстро и плавно.
• Уязвимости безопасности: Уязвимости безопасности могут быть вызваны различными факторами, такими как плохой дизайн, отсутствие шифрования, слабая аутентификация или устаревшие зависимости. Мониторинг и оптимизация производительности и качества API может помочь выявить и предотвратить уязвимости безопасности, гарантируя безопасность и защиту API.

Внедряйте лучшие практики, такие как кэширование, сжатие, разбиение на страницы и регулирование, а также собирайте отзывы пользователей и заинтересованных сторон для улучшения функциональности и удобства использования API.

Упрощение проектирования архитектуры API без кода

Архитектура API — это основа современного цифрового бизнеса. Он обеспечивает интеграцию данных и приложений, инновации, масштабируемость и безопасность на различных платформах и системах. Благодаря архитектуре API вы можете создавать модульные и многократно используемые решения, соответствующие потребностям и целям вашего бизнеса.

Однако проектирование и управление архитектурой API может оказаться сложной задачей и отнять много времени. Вам необходимо учитывать различные аспекты, такие как качество данных, производительность, безопасность, соответствие требованиям и тестирование. Вам также необходимо выбрать правильные инструменты и технологии, соответствующие вашим требованиям и предпочтениям.

Вот почему вам нужен инструмент управления API без кода, например Astera. Astera — это мощная и простая в использовании платформа, которая помогает вам проектировать, защищать, публиковать и развертывать API-интерфейсы локально, в облаке или в гибридных средах. С AsteraВы можете:

• Создавайте API, используя интерфейс перетаскивания или готовые шаблоны.
• Преобразуйте данные с помощью встроенных функций или пользовательской логики.
• Проверка данных с помощью расширенных функций профилирования данных
• Автоматизируйте рабочие процессы с помощью функций планирования заданий.
• Отслеживайте производительность с помощью информационных панелей и отчетов в реальном времени.
• Безопасные API с использованием функций шифрования, аутентификации, авторизации и аудита.
• Публикация API с использованием протоколов RESTful или SOAP.
• Развертывание API на любой платформе или среде

Astera это идеальное решение для проектирования архитектуры API. Он упрощает сложный процесс создания API и управления ими без написания единой строки кода.

Если вы хотите узнать больше о AsteraНа сайте Asteraсайт или свяжитесь с нами напрямую по +1 888-77-ASTERA. Альтернативно, вы можете попробовать это с помощью 14-дневная бесплатная пробная версия..