API（アプリケーション・プログラミング・インターフェース）は、様々なソフトウェアシステムを接続し、シームレスな通信とデータ交換を可能にする上で不可欠です。APIとAPIゲートウェイが複雑化し、より高いトラフィック負荷を処理するようになると、パフォーマンスの最適化が重要になります。
この記事では、クローズドソースAPIとオープンソースAPIのどちらを使用しているかを問わず、APIゲートウェイに不可欠なパフォーマンス最適化手法を解説します。キャッシュと圧縮のメリットと、それらがAPIゲートウェイのパフォーマンスをどのように向上させるかについて考察します。
APIゲートウェイの最適化は、ソフトウェアアプリケーション、ウェブサイト、システムの速度、効率、そして全体的なパフォーマンスを向上させます。ここでは、最も一般的に使用される3つの方法をご紹介します。
キャッシング
キャッシュとは、ユーザーからのリクエストごとにサーバーを呼び出す代わりに、アプリケーションやウェブサイトのデータをストレージに提供するプロセスです。キャッシュは、頻繁に使用される情報を常に用意しておくことで、ウェブサイトやアプリの読み込み速度を向上させます。ユーザーは、元のソースから取得されるのを待つことなく、すぐに情報にアクセスできます。
一般的なキャッシュの種類は次のとおりです。
- 一般的なキャッシュ
- コンテンツ配信ネットワーク（CDN）キャッシュ
- データベースキャッシュ
- ウェブキャッシュ
キャッシュの利点
- パフォーマンスの向上：キャッシュは重要な情報をキャッシュに保存するため、必要な情報を素早く見つけて処理を高速化できます。これにより、コンピュータープログラムの実行速度が向上し、パフォーマンスが向上します。
- サーバー負荷の軽減: キャッシュにより、必要なときにその都度ソースからデータを取得するのではなく、保存されているデータを使用することで、サーバーの動作が高速化されます。
- 帯域幅を節約：キャッシュは、既にダウンロードされたデータを保存して再利用することで、インターネットデータを節約します。つまり、インターネット経由で送信されるデータ量が削減されます。これにより、ウェブサイトやファイルの読み込み速度が向上し、インターネット料金を節約できます。
- スケーリングへの対応：キャッシュにより、システムはパフォーマンスを低下させることなく、より多くの同時ユーザーやリクエストを処理できるようになります。もちろん、これによりスケーラビリティが向上し、アプリケーションやシステムの拡張に伴う負荷の増加にも対応できるようになります。
キャッシュの実装方法
API ソフトウェア ゲートウェイのキャッシュを実装するには、有効性を確保し、データの一貫性の問題を回避するために、慎重な計画、設計、テストが必要です。
- キャッシュするデータを識別します。
- キャッシュメカニズムを選択します。
- キャッシュ戦略を定義します。
- コードにキャッシュ ロジックを実装します。
- テストして最適化します。
- スケーラビリティと一貫性を考慮してください。
圧縮
圧縮とは、サーバーからクライアントに送信する際にデータ量を減らし、容量を節約することです。Webページ、画像、動画など、様々な用途に利用できます。圧縮により、Webコンテンツの読み込み速度が向上し、インターネットの使用量やコンピュータのストレージ容量も削減されます。
ただし、データを圧縮すると、いくつかのトレードオフも発生します。データを破損させることなくロスレス圧縮を実行するには、より多くの計算能力が必要になります。
一般的な圧縮の種類は次のとおりです。
- ロスレス圧縮 - 品質を低下させることなくファイル サイズを縮小します。
- 非可逆圧縮 - ファイル サイズは縮小されますが、元の品質は低下します。
圧縮の利点
- ストレージ スペースの削減: 圧縮によりデータ ファイルのサイズが縮小され、ストレージ スペースを効率的に使用できるようになります。
- データ転送の高速化: 圧縮されたデータはファイル サイズが小さくなるためネットワーク経由でより速く送信でき、帯域幅の使用量が少なくなり、データ転送速度が速くなります。
- コスト削減: 圧縮は、ストレージと運用コストの削減に役立つため、大量のデータを扱う企業にとってメリットがあります。
- データ セキュリティの強化: 圧縮ファイルは、転送中または保存中にデータを保護するために暗号化されることがよくあります。
圧縮の実装方法
- 圧縮方法を選択します。
- データを準備してください。
- 圧縮方式を使用します。
- テストしてエラーを修正します。
- 減圧の準備をしてください。
負荷分散
負荷分散とは、受信トラフィックを複数のサーバーまたはリソースに分割するプロセスです。これにより、サーバーが過剰なトラフィックによって過負荷になるのを防ぎ、サーバーのスムーズな稼働を維持し、ユーザーがウェブサイトやアプリを使用する際に高速で信頼性の高いエクスペリエンスを確保できます。
さらに、API 統合は、コンピュータ ネットワークの負荷分散を最適化して、迅速で信頼性の高いユーザー エクスペリエンスを提供する上で非常に重要です。
標準的な負荷分散の種類は次のとおりです。
- アプリケーションの負荷分散
- ネットワーク負荷分散
- グローバルサーバー負荷分散
負荷分散の利点
- パフォーマンスの向上: 負荷分散により、トラフィックやワークロードが多い場合でも、システムは速度低下やクラッシュを起こすことなく処理できます。
- リソースを効率的に使用: 負荷分散により、サーバーなどのリソースが無駄なく最適に使用されるようになります。
- より優れたユーザー エクスペリエンスを提供: 負荷分散により、応答時間が短縮され、遅延が削減され、サービスの可用性が向上します。つまり、Web サイトやアプリを使用する際のユーザー エクスペリエンスが向上します。
- メンテナンスが容易になります: 負荷分散により、企業はサービスの可用性に影響を与えずにメンテナンス タスクを実行できます。
負荷分散の実装方法
- 負荷分散が必要なシステムまたはアプリケーションを特定します。
- 要件に応じて負荷分散アルゴリズムを選択します。
- 提供するアプリケーションとデータに関して、複数の同一サーバーをセットアップします。
- ロード バランサーをインストールして構成し、受信トラフィックをサーバー全体に分散します。
- サーバーの可用性とパフォーマンスを検出するためのヘルス チェックを実装します。
- さまざまなシナリオで負荷分散の実装をテストおよび検証します。
APIゲートウェイのパフォーマンス最適化の重要性
パフォーマンス向上のために API 統合とゲートウェイを最適化することによる利点は次のとおりです。
- APIゲートウェイを最適化すると、レイテンシと平均読み込み時間が短縮され、アプリケーションやサイトの速度が向上します。これにより、ウェブサイトやアプリケーションのユーザーエクスペリエンスが向上します。
- 最適化されたAPIゲートウェイにより、過負荷を心配することなくシステムインフラストラクチャを拡張できます。キャッシュとロードバランサーを活用すれば、必要に応じて運用を拡張または縮小できます。
- APIゲートウェイに最新のパフォーマンス最適化技術を適用することで、システムのセキュリティを強化できます。また、API接続ソフトウェアにアクセストークンやファイアウォールを追加することもできます。
- API ゲートウェイ モニタリングを利用すると、高度な分析にアクセスして、より優れたレポートと応答を実現できます。
APIゲートウェイのパフォーマンス最適化のベストプラクティス
API ゲートウェイ ソリューションを最適化するためのベスト プラクティスを紹介します。
- キャッシュと負荷分散ツールを活用する — 前述の通り、キャッシュと負荷分散はサーバーからデータを取得する時間を短縮することで、APIゲートウェイのパフォーマンスを大幅に向上させます。NGIN、Zevenet、SolarWinds、Incapsulaなどのツールを使用して負荷分散を行いましょう。
- 認証と承認の最適化 - 承認されたエンティティのみがシステムにアクセスできるようにするには、認証および承認プロトコルを使用して、ローカル API ゲートウェイへのサインインを検証します。
- 分析を監視する - パフォーマンスに影響を与えるものを把握するには、Datadog、Better Uptime、New Relic などのツールを使用して重要な指標を常に追跡します。
- テストと最適化 — 各最適化作業をテストし、システムへの影響を判断します。また、統合レスポンスAPIゲートウェイを使用して、認証後のリクエストの送信先を指定することもできます。
結論
キャッシュ、負荷分散、圧縮により、APIゲートウェイの速度と効率が向上します。これらの最適化技術により、APIゲートウェイの速度が向上し、ユーザーエクスペリエンスが向上します。
複数の API ゲートウェイを使用することは、キャッシュ、圧縮、その他の方法を補完して API ゲートウェイ システムの全体的なパフォーマンスとスケーラビリティを向上させるパフォーマンス最適化手法となる可能性があることを言及しておくことが重要です。
Tyk Technologies は、オープンソース API ゲートウェイを活用して、システム インフラストラクチャの拡張、移行、拡張を専門としています。
