23、云迁移策略与API管理全解析

云迁移策略与API管理全解析

1. 云迁移策略概述

在进行API或系统迁移时，有多种策略可供选择，每种策略都有其适用场景和特点。

1.1 暂不行动策略

这是一种“暂时什么都不做”的策略。虽然这种方法可能容易被忽视，但许多架构师建议“选择值得打的仗”，有时候迁移API的努力可能得不到相应回报。不过，这个决策应基于合理的业务和技术评估，并在内部和外部进行适当沟通。架构决策记录（ADRs）在提供决策的书面记录和基本原理以供未来参考方面发挥着重要作用。

当对当前API或系统进行业务和技术评估后，决定暂不进行系统演进时，仍需向用户传达必须采取行动的已知日期。例如，业务部门关闭、系统达到使用期限、软件或数据存储许可证到期等情况，都应作为弃用警告传达给消费者。同时，要参考合同和服务级别协议（SLAs）中关于弃用通知的要求。

在考虑将应用程序迁移到云时，服务间延迟是一个关键因素。对于高流量服务，跨越网络边界时每个请求都会变慢。因此，了解性能下降的情况很重要，如果违反了SLA，迁移服务可能不是一个可行的选择。

1.2 其他云迁移策略

• 重新托管（Rehost） ：也称为“提升并转移（lift-and-shift）”，即将系统和工作负载迁移到云平台，而不进行重新架构。如果想整合工作负载或必须迁移现有基础设施，这通常是一种有效的策略。但要注意，云基础设施的行为可能与本地硬件不同，需确认所做的假设。对于专业系统和定制硬件要格外谨慎，因为一些“提升并转移”项目可能无法按预期工作。例如，旧的专业系统可能假设系统内的所有通信都通过本地总线或专用网络连接进行，而在云中并非如此；某些数据存储技术可能假设底层块存储系统具有特定的硬件特性。
• 重新平台化（Replatform） ：有时也称为“提升、调整并转移（lift-tinker-and-shift）”，与重新托管类似，但会利用一些只需少量重新工作的云服务。例如，将现有的数据存储系统组件替换为协议兼容的云服务，如将本地MySQL数据存储替换为与MySQL兼容的AWS RDS、Azure数据库或GCP Cloud SQL；更新或更改特定语言的应用服务器或容器。在会议系统案例中，选择重新平台化可以避免重大返工，同时利用新的云服务。
• 重新购买（Repurchase） ：主要是迁移到不同的产品，如订阅基于软件即服务（SaaS）的电子邮件发送服务，而不是继续在内部运行电子邮件服务器。但在会议系统案例中，由于主要由定制应用程序和标准数据存储组成，重新购买不是一个可行的选择（除非购买现成的会议管理系统，但这不在迁移范围内）。
• 重构/重新架构（Refactor/Re-architect） ：意味着重新构想应用程序的架构和开发方式，通常使用云原生特性。重构时，应用程序或系统的核心（外部）功能不应改变，但内部实现方式会改变。这通常是由强烈的业务需求驱动的，如添加功能、扩展规模或提高性能。例如，将现有的单体应用程序分解为微服务时，通常会考虑采用云原生模式。这种模式实施成本最高，但如果产品与市场契合度高且现有技术选择受限，也可能是最有益的。

2. 案例研究：会议系统的迁移选择

在会议系统案例中，决定对参会者服务进行重新平台化，并将API网关迁移到云。保留或淘汰服务不符合向云迁移的要求，重新购买也不可行。由于已经对参会者功能进行了重新架构，重构/重新架构也不合适。虽然重新托管是一个可行的策略，但更倾向于利用基于云的数据库即服务，而不是“提升并转移”自己的MySQL数据库实例。

重新平台化方法为继续迁移提供了良好基础，将API网关迁移到云有助于支持API流量从现有本地位置逐步路由到云。

3. API管理的作用

无论采用哪种云迁移策略，API管理在迁移过程中都起着关键作用，并且可以释放API在组织内外的价值。

API管理器本质上是一个强大的网关，提供了广泛的额外功能，用于发布和控制API。它可以提供策略，实现边缘问题处理，如OAuth2挑战、内容验证、速率限制、流量控制等，还可以提供开发者门户，包含开发者构建系统时可使用的所有API的市场。组织还可以利用API管理对API访问进行货币化，包括向外部客户收费和内部“费用返还”。

API管理的一个重要作用是提供一个集中的API发现点，即使在幕后进行更改，只要API合同不变，就可以在API管理层后面进行系统演进。遵循“API优先”的设计原则，可以通过API管理工具在外部为客户和内部为整个组织释放价值。

4. 云迁移中的API流量管理

在会议系统演进过程中，选择重新平台化的方法会对API流量管理产生影响。由于选择逐步迁移服务，服务在多个云环境和本地数据中心运行会带来额外挑战，API请求可能需要穿越多个网络。

4.1 迁移策略

• 从边缘开始向内推进 ：在案例中，选择先将API网关和一个服务迁移到云。这样可以让迁移团队在不影响现有系统的情况下，先建立一个全新的云环境。例如，可以在云中部署当前API网关的副本，同时保持现有网关正常运行，逐步配置基于云的API网关，以降低风险。通常，先在云中构建一个孤立的概念验证，验证后再尝试路由进出云环境的流量。设计基于云的架构通常是一种范式转变，不要低估学习和理解新基础设施所需的时间。
• 跨网络路由 ：在云迁移上线之前，需要确保新老系统能够跨不同网络进行交互。如果是单个单体应用程序且路由简单，可以临时从新API网关路由到旧网关，可能只需简单的HTTP重定向。但如果有大量跨网络的路由，或者流量一旦进入网络就不能离开，就需要考虑其他选项，如虚拟专用网络对等连接、端点或多集群服务网格。由于API流量会穿越多个网络，可能需要咨询信息安全团队，因为这会打破传统的边界防御和区域架构。

5. 网络架构从区域架构到零信任的转变

5.1 区域架构

随着商业互联网的普及，越来越多受监管的行业开始提供应用程序访问，新系统和现有内部系统都面向用户。区域架构的出现为设计安全网络提供了最佳实践。

区域架构通过将基础设施服务分割成具有相同网络安全策略和安全要求的逻辑组，来降低完全开放或扁平网络的风险。例如，Log4Shell漏洞（CVE - 2021 - 44228）是一个零日漏洞，对使用受影响Log4J库的Java应用程序构成重大风险。攻击者利用该漏洞可以访问网络中的主机并进行恶意活动。如果所有不受信任的请求进入一个只能访问少量高价值信息的区域，攻击的影响范围（即爆炸半径）会最小化，安全运营团队就有时间采取行动防止严重故障。

区域通常是级联的，每次进入下一个区域都会应用更多的深度防御措施来挑战入站流量。区域之间通过安全和网络设备实现的边界（区域接口点）分隔。区域架构是一种逻辑设计方法，用于根据安全策略控制和限制访问以及数据通信流。

常见的区域架构通常包含以下四个典型区域：
| 区域名称 | 描述 |
| ---- | ---- |
| 公共区域（PZ） | 完全开放，包括公共网络，如公共互联网、公共交换电话网络和其他公共运营商骨干网络和服务。 |
| 公共访问区域（PAZ） | 调解运营系统和公共区域之间的访问，通常包括非军事区（DMZ）。 |
| 运营区域（OZ） | 日常运营的标准环境，终端系统有适当的安全控制。该区域可能适合处理敏感信息，但通常不适合存储大量敏感数据或关键应用程序，除非有额外强大、可靠的安全控制。 |
| 受限区域（RZ） | 提供一个受控的网络环境，通常适合关键业务IT服务或大量敏感信息的存储，支持通过PAZ和OZ从公共区域的系统进行访问。 |

然而，区域架构类似于“城堡和护城河”防御，攻击者在入口点最难突破，但一旦进入城堡内部，行动就会相对容易。这是因为区域架构对系统边界、网络或位置内发起的通信存在信任假设，而云基础设施可能会挑战这些假设。在许多云平台中，底层基础设施的地理位置和网络位置是抽象的或不可用的，即使有集群提供商的保护，仍然存在供应链攻击的风险，或者基础设施提供商站点的恶意用户从平台级别访问信息的风险。

5.2 零信任架构

零信任安全模型，也称为零信任架构或无边界安全，是一种设计和实现现代网络系统的方法。其核心概念是“永远不信任，始终验证”，即设备不应默认被信任，即使它们连接到授权网络（如企业局域网），即使之前已经验证过。传统的信任设备在“企业边界”内或通过VPN连接的方法在复杂的企业网络环境中已不再适用。

零信任方法倡导相互认证，包括检查设备的身份和完整性，而不考虑其位置，并根据设备身份的可信度、设备健康状况和用户认证来提供对应用程序和服务的访问。在企业环境中实施零信任网络架构的原则如下：
1. 了解你的架构，包括用户、设备、服务和数据。
2. 了解你的用户、服务和设备身份。

通过采用零信任架构，可以减少因假设而带来的风险，降低学习不同安全技术的需求，提高网络安全性。

下面是一个简单的mermaid流程图，展示了从区域架构到零信任架构的转变：

graph LR
    A[区域架构] --> B(存在信任假设)
    B --> C(面临云环境挑战)
    C --> D[零信任架构]
    D --> E(永远不信任，始终验证)
    E --> F(相互认证)

综上所述，在云迁移过程中，选择合适的迁移策略、有效管理API流量以及采用先进的网络安全架构对于确保系统的顺利迁移和安全运行至关重要。

云迁移策略与API管理全解析

6. 零信任架构的实施与优势

零信任架构的实施需要从多个方面进行考量，并且它相比传统的区域架构有着显著的优势。

6.1 零信任架构的实施要点

• 身份验证与授权 ：零信任架构强调基于身份的访问控制。在企业环境中，要对每一个用户、设备和服务的身份进行精确识别和验证。例如，用户登录系统时，不仅要验证用户名和密码，还可能需要进行多因素认证，如使用短信验证码、指纹识别等。对于设备，要确保其具备合法的身份标识，并且定期进行健康检查，以防止被篡改或感染恶意软件。
• 动态访问控制 ：根据用户、设备和服务的实时状态动态授予访问权限。比如，当一个员工从办公室网络切换到公共无线网络时，系统会根据网络环境的变化重新评估其访问权限，可能会限制其对敏感数据的访问。同时，对于服务之间的通信，也会根据业务需求和安全策略动态调整访问权限。
• 微隔离 ：将网络划分为更小的安全区域，每个区域之间进行严格的访问控制。在一个大型企业网络中，可以将不同的业务部门、应用程序或数据中心划分为不同的微隔离区域。这样，即使某个区域受到攻击，也能有效防止攻击扩散到其他区域，从而降低了攻击的影响范围。

6.2 零信任架构的优势

优势	描述
增强安全性	由于不依赖于网络位置或边界的信任，零信任架构能够有效抵御各种网络攻击，如供应链攻击、内部人员的恶意行为等。通过严格的身份验证和动态访问控制，只有经过授权的用户和设备才能访问系统资源，大大提高了系统的安全性。
适应云环境	云环境的特点是基础设施的抽象化和分布式部署，传统的区域架构难以适应这种环境。零信任架构不依赖于物理位置和网络边界，能够更好地适应云环境的变化，保障云环境下系统的安全运行。
降低风险	减少了因信任假设而带来的风险。在传统的区域架构中，一旦攻击者突破了边界防御，就可能在内部网络中自由活动。而零信任架构对每一次访问都进行严格验证，即使攻击者进入了系统，也很难获取敏感信息，从而降低了风险。

7. 云迁移中的安全挑战与应对措施

在云迁移过程中，会面临各种安全挑战，需要采取相应的应对措施来保障系统的安全。

7.1 安全挑战

• 数据安全 ：在迁移过程中，数据的传输和存储安全是一个重要问题。数据在穿越多个网络时，可能会被拦截或篡改。同时，云环境中的数据存储也需要考虑数据的加密和访问控制，以防止数据泄露。
• 网络安全 ：如前面所述，API流量穿越多个网络会打破传统的边界防御和区域架构，增加了网络攻击的风险。攻击者可能会利用网络漏洞进行中间人攻击、DDoS攻击等。
• 合规性 ：不同的行业和地区有不同的合规要求，云迁移过程中需要确保系统符合相关的合规标准。例如，金融行业需要遵守严格的金融监管规定，医疗行业需要遵守数据保护法规等。

7.2 应对措施

• 数据加密 ：在数据传输过程中，使用SSL/TLS等加密协议对数据进行加密，确保数据在传输过程中的安全性。在数据存储方面，采用加密算法对数据进行加密，只有经过授权的用户才能解密和访问数据。
• 网络防护 ：部署防火墙、入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）等网络安全设备，对网络流量进行监控和防护。同时，采用零信任架构，对每一次网络访问进行严格验证，防止非法访问。
• 合规管理 ：建立合规管理体系，定期进行合规审计和评估。了解相关的合规要求，并在云迁移过程中确保系统满足这些要求。可以寻求专业的合规咨询机构的帮助，以确保合规工作的顺利进行。

8. 未来趋势与展望

随着云计算和数字化转型的不断发展，云迁移和API管理将呈现出一些新的趋势。

8.1 自动化与智能化

未来，云迁移和API管理将越来越多地采用自动化和智能化技术。自动化工具可以帮助企业更快速、更准确地完成云迁移任务，减少人工干预和错误。智能化技术如人工智能和机器学习可以用于分析API流量、预测安全威胁和优化系统性能。例如，通过机器学习算法对API流量进行分析，及时发现异常行为并采取相应的措施。

8.2 融合与集成

云迁移和API管理将与其他技术进行更深入的融合和集成。与容器技术、微服务架构的融合，能够更好地支持应用程序的开发和部署。与物联网、大数据等技术的集成，可以为企业提供更丰富的业务功能和数据价值。

8.3 安全与隐私保护

随着数据泄露和网络攻击事件的不断增加，安全和隐私保护将成为云迁移和API管理的核心关注点。未来的技术将更加注重数据的加密、访问控制和隐私保护，以满足用户对数据安全的需求。

下面是一个mermaid流程图，展示了云迁移和API管理的未来趋势：

graph LR
    A[云迁移与API管理] --> B(自动化与智能化)
    A --> C(融合与集成)
    A --> D(安全与隐私保护)
    B --> E(自动化工具)
    B --> F(人工智能与机器学习)
    C --> G(容器技术)
    C --> H(微服务架构)
    C --> I(物联网与大数据)
    D --> J(数据加密)
    D --> K(访问控制)
    D --> L(隐私保护)

总之，云迁移是一个复杂的过程，涉及到多个方面的技术和管理问题。在选择云迁移策略时，需要综合考虑业务需求、技术可行性和安全要求。同时，要重视API管理和网络安全架构的建设，以确保系统的顺利迁移和安全运行。随着技术的不断发展，云迁移和API管理也将不断演进，企业需要及时关注并适应这些变化，以提升自身的竞争力。