网络是通往创新的门户

Lori Mac Vittie杰出工程师兼首席技术布道师 | F5

密苏里州圣路易斯。法国奥尔良。 温泉关，希腊。

纵观历史，有些地方被冠以“通往_____的门户”之名。这些地方因其重要的战略地位而闻名：有的是保卫王国的要地，例如法国和斯巴达；有的则是大规模开拓新土地的起点，例如圣路易斯。门户通往其他地方，而目的地通常十分重要。控制了门户，就能控制谁或什么可以进入（或离开）。门户不仅便于实施出入管控，还能作为抵御入侵或攻击的高效防线。在现代社会，世界各地的机场都设有这样的门户：在国际机场，我们必须通过“海关”，而要进入机场，首先还得经过令人头疼的“安检”。

因此，在技术发展历程中出现了一类具有重要战略意义、统称为“网关”的设备，也就不足为奇了。

对于应用而言，这些设备位于架构中的战略要点，可为新兴技术提供安全性、可扩展性，通常还能实现互操作性。

宽泛地说，可以将网络防火墙视为网络中“最早的”以应用为中心的网关。毕竟在早期，网络防火墙扮演着守门人的角色。只有获得网络防火墙的许可，才能从企业网络外部访问应用。如今的网关对应用的感知能力已大幅提升，不仅能满足安全需求，还能满足扩展、访问和互操作性方面的需求。

随着物联网时代的到来，这些都是需要重点关注的问题。最近，Vanson Bourne开展的一项HCL调查发现，93%的受访者担忧安全性，86%担忧规模，83%担忧互操作性。这些结果并不令人意外。大量设备需要访问应用，以收集数据、交换命令和监控事物，这必然会给任何网络带来巨大影响。企业迫于压力，必须迅速将下一个“物”推向市场，这会对安全性产生不利影响。此外，在新兴市场中，互操作性始终是一项挑战，因为产品不仅要实现预期用途，还同样依赖与其他设备和应用通信。新兴市场往往会迅速分化，围绕各种标准形成不同阵营，直到最终确定一两个标准。但在早期阶段，通常会有一系列复杂且令人困惑的选择。创新者不愿等待局势明朗。毕竟，创新者要通过将产品推向市场来赢得先机。

因此，问题在于：新兴技术尚在成熟、相关标准仍在制定时，如何解决安全性、规模和互操作性问题。通常，答案是使用网关。

过去，网关应运而生，用于应对XML和SOAP等其他技术与协议面临的同类挑战。想必不只我还记得RPC/ENC与DOC/LIT为争夺Web服务“标准”而展开的激烈交锋（回想起来或许还有些尴尬）。同样，想必也不只我还记得后来JSON与XML之间的较量。如今，这种角力正在物联网领域上演，MQTT、CoAP和AMQP都在争夺主导地位。

然而，创新刻不容缓，各类网关正不断涌现，以应对新技术和新协议带来的挑战。

HTTP2 网关

HTTP2网关主要用于解决以下挑战：HTTP/1.x与HTTP/2之间的互操作性。这些设备在“外部”终止HTTP2连接，以支持使用最新HTTP标准时运行更敏捷的移动设备和物联网设备。借助这些设备，创新者无需大规模升级应用和网络基础设施来支持新标准，即可为消费者和物联网设备提供HTTP2支持。当然，我们希望（也预计）有一天所有人都会使用HTTP2；但在此之前，HTTP2网关可提供必要的互操作性，帮助创新者全速推进。

API网关

API网关的出现就像蝴蝶破茧而出。它曾是毛毛虫（SOA网关），如今已蜕变为蝴蝶（API网关）。当然，这并不是说这一类别中没有全新的参与者，事实上确实有；但它们之间仍有许多相似之处，主要是因为二者都以HTTP为基础。SOA网关主要处理XML和SOAP，而API网关则侧重于JSON以及通过HTTP端点实现的RESTful API。

这些设备可提供安全性和可扩展性，在某些情况下还可提供互操作性服务。它们熟悉应用语言，能够轻松处理JSON和HTTP，并为支持微服务和无服务器等新兴应用模型奠定坚实基础。这些模型不仅可以跨应用分发API调用，还可以跨环境分发。API网关还可通过实施配额（限制调用速率）来保障可扩展性，并通过API密钥管理来控制访问。

它们不只是“负载均衡器”，尽管通过负载均衡实现扩展确实是API网关的一项关键特性。这些设备必须超越传统的负载均衡，在提供一致的用户体验的同时，帮助开发者和企业充分利用云和无服务器架构。要保障API安全并实现扩展，API网关需要足够“智能”，也就是说，它们必须能够检查请求和响应，并与OAuth2和JWT等外部身份验证提供方集成。

IoT网关

IoT网关是目前各类网关中发展较晚的一类，但已经投入实际应用，对IoT项目的成功至关重要。与其他网关对各自市场的作用相比，IoT网关的重要性或许更为突出。这与相关协议有关，因为这些协议对Web并不友好。虽然许多消费类设备确实支持“Web”，但设备制造商越来越多地采用MQTT和CoAP等IoT专用协议，因为这些协议效率更高，占用的设备计算资源更少。然而，接收这些数据的应用不一定支持MQTT；即使支持，也无法仅凭自身扩展来满足需求，而这种需求有望十分旺盛。

因此，IoT网关应运而生。它既能理解IoT协议，也能理解Web协议，并可同时扩展访问容量和保护访问安全。与API网关一样，这类网关需要足够“智能”，能够转换和路由请求与响应，并检测异常或恶意行为，以防止漏洞被利用。

从架构角度看，网关提供网络和应用访问。请求集中通过网关，使其成为一个战略控制点，可在此实施访问控制、协议转换和安全策略。网关是采用新技术的关键支撑，可帮助组织在新技术或协议出现后的自然过渡期内开展创新，同时减少对现有业务和应用的干扰并降低风险。

虽然网关往往被视为一种架构构造，但如今，它们也常常是推动创新的关键因素，帮助企业充分利用新兴技术的力量。

关于作者

Lori Mac Vittie杰出工程师兼首席技术布道师 | F5

Lori MacVittie是F5首席技术官办公室的杰出工程师兼首席技术布道师，在应用交付、自动化战略和基础设施领域拥有深厚的专业知识。无论是为AI智能体定义防护机制、剖析脆弱的多云架构，还是探索可扩展系统的极限，她都善于化繁为简。她在应用开发、IT架构以及网络和系统运维领域拥有30多年的行业经验。加入F5之前，她曾担任技术编辑，并因出色表现获得奖项。 MacVittie拥有计算机科学硕士学位，著述颇丰，出版作品涵盖安全、云和企业架构领域。她还热衷于桌面游戏和电子游戏，并且对奶酪有着毫不掩饰的鲜明见解。

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