API Gateway vs Load Balancer vs Reverse Proxy

部分內容由 LLM 生成，尚未經過人工驗證。

這三者經常被混淆，因為它們都位於 client 與 server 之間。然而，它們各自解決不同的問題。

功能光譜

  flowchart LR
    subgraph RP["Reverse Proxy"]
        A["SSL 終止"]
        B["快取"]
        C["壓縮"]
    end
    subgraph LB["Load Balancer"]
        D["流量分配"]
        E["健康檢查"]
        F["故障轉移"]
    end
    subgraph AG["API Gateway"]
        G["驗證授權"]
        H["速率限制"]
        I["轉換/分析"]
    end
    RP --> LB --> AG

Reverse Proxy

位於伺服器前端的代理，用於接收客戶端請求並轉發給後端伺服器。屬於通用型解決方案，不在乎內容類型。

核心功能

功能	說明
SSL 終止	處理 HTTPS 加解密，減輕後端負擔
快取	快取靜態資源，減少後端請求
安全性	隱藏後端伺服器架構
壓縮	壓縮回應內容，加速傳輸

常見工具

Nginx - 高效能、廣泛使用
HAProxy - 專注於高可用性
Caddy - 自動 HTTPS、簡單配置

Load Balancer

專門分配流量的反向代理，目標是達成可擴展性與高可用性。

負載平衡演算法

演算法	說明
Round Robin	依序輪流分配
Least Connections	分配給連線數最少的伺服器
IP Hash	依據 client IP 決定伺服器，確保同一用戶連到同一伺服器
Weighted	依據權重比例分配

L4 vs L7

  flowchart TB
    subgraph L4["Layer 4 (TCP)"]
        L4A["看到：IP + Port"]
        L4B["速度快，路由智慧有限"]
    end
    subgraph L7["Layer 7 (HTTP)"]
        L7A["看到：URL, Headers, Cookies"]
        L7B["可依路徑路由到不同服務"]
    end

層級	優點	缺點
L4	效能高、延遲低	無法依內容路由
L7	路由靈活、功能豐富	效能開銷較大

常見工具

AWS ALB - L7 應用層負載平衡
AWS NLB - L4 網路層負載平衡
GCP Load Balancer - 全球分散式

API Gateway

專門管理 API 的反向代理，適合微服務架構。將橫切關注點（cross-cutting concerns）集中管理。

核心功能

功能	說明
身分驗證/授權	JWT 驗證、OAuth、API Key
速率限制	防止 API 濫用
請求/回應轉換	修改 header、body、格式轉換
版本控制	管理多個 API 版本
分析監控	追蹤 API 使用狀況

常見工具

Kong - 開源、可擴展
AWS API Gateway - 雲端原生、與 AWS 整合
Apigee - Google 旗下、企業級功能

實際架構

  flowchart LR
    Client["Client"] --> CDN["CDN"]
    CDN --> Gateway["API Gateway"]
    Gateway --> LB["Load Balancer"]
    LB --> S1["Service A"]
    LB --> S2["Service B"]
    LB --> S3["Service C"]

現實中這三者經常組合使用，各司其職。

決策框架

需求	建議方案
服務有多個實例	Load Balancer
對外公開 API	API Gateway
需要驗證/速率限制	API Gateway
需要 SSL + 快取	Reverse Proxy
微服務架構	API Gateway + Load Balancer

總結

Reverse Proxy - 通用型代理，處理 SSL、快取、壓縮
Load Balancer - 專注流量分配與高可用性
API Gateway - 專門管理 API，處理驗證、限流、轉換

三者互補而非競爭，根據需求組合使用。

CDN