Das API Gateway (oder Proxy)-Muster ist in der modernen Architektur weit verbreitet. In diesem Muster fungiert die API Gateway-Komponente als zentraler Einstiegspunkt und Middleware zwischen Client-Anwendungen und Backend-Diensten. Es bietet verschiedene API-Management-Funktionen wie Routing, Request-Komposition, Audit und Sicherheit und vieles mehr.
Dieser Artikel beschreibt die potenziellen Vorteile der Implementierung dieses Musters mit FHIR-Server-basierten Lösungen.
Was ist das API Gateway-Muster?
Die Microservice-Architektur zerlegt Anwendungen in kleinere, unabhĂ€ngige Dienste, jeder mit seiner eigenen API. Dies verbessert die ModularitĂ€t und FlexibilitĂ€t auf Kosten einer erhöhten KomplexitĂ€t im API-Management. Das API Gateway-Muster begegnet dieser Herausforderung, indem es einen zentralen Kontrollpunkt fĂŒr alle APIs aller Microservices bereitstellt.
FĂŒr die Implementierung dieses Musters stehen sowohl kommerzielle als auch Open-Source-Lösungen zur VerfĂŒgung. Bekannte Beispiele sind Apigee, Kong, Nginx und AWS API Gateway. Einige Lösungen sind verhĂ€ltnismĂ€Ăig einfach und fungieren als API-Proxys, wĂ€hrend andere umfangreichere Funktionen bieten und als API-Management-Plattformen bezeichnet werden. FĂŒr die Zwecke dieses Artikels verwenden wir jedoch den Begriff âAPI Gateway" als Oberbegriff fĂŒr alle derartigen Lösungen.
FHIR API Gateway: AnwendungsfÀlle
FHIR standardisiert den Austausch von Gesundheitsdaten, wÀhrend API Gateways FHIR APIs durch Folgendes erweitern:
- Zentralisierung der API, die die interne DienstkomplexitÀt abstrahiert.
- Schutz öffentlicher FHIR APIs vor gÀngigen Web-Bedrohungen.
- Ermöglichung der HinzufĂŒgung benutzerdefinierter Logik, bevor Anfragen den FHIR-Server erreichen.
Diese Kombination schafft eine robuste und flexible Infrastruktur fĂŒr Gesundheitsdaten.
Zentralisierte API, die die interne DienstkomplexitÀt abstrahiert
Problem
Wir verfĂŒgen ĂŒber eine komplexe Backend-Lösung, die aus mehreren Diensten besteht, und mĂŒssen den Zugriff von Web- und mobilen Clients ermöglichen. Wenn jeder Client direkt mit jedem Dienst ĂŒber spezifische Hostnamen und Ports interagiert, wĂŒrde jede Ănderung an der Backend-Architektur eine Aktualisierung aller Clients erfordern, was die Verwaltung umstĂ€ndlich macht. Wie können wir diese Backend-Dienste fĂŒr Clients zugĂ€nglich machen, ohne die KomplexitĂ€t preiszugeben und zu viele interne Informationen teilen zu mĂŒssen?
Lösung
Implementieren Sie ein API Gateway als zentralen Einstiegspunkt fĂŒr alle Clients.
- Das API Gateway stellt eine zentrale, stabile Schnittstelle fĂŒr Clients bereit und ermöglicht Ănderungen an der Backend-Architektur, ohne dass Client-Konfigurationen aktualisiert werden mĂŒssen. Die Einhaltung des FHIR-Standards vereinfacht die Erstellung und Pflege dieser stabilen Schnittstelle.
- Es leitet die Anfrage an den richtigen Dienst weiter und hilft dabei, die Arbeitslast auf mehrere Instanzen eines Dienstes zu verteilen, was ZuverlÀssigkeit und Skalierbarkeit verbessert.
- Das API Gateway zentralisiert und vereinheitlicht die Zugriffskontrolle durch Integration mit einem Identity and Access Management (IAM)-Provider.
Schutz öffentlicher FHIR APIs vor Web-Bedrohungen
Problem
Es soll ein robuster und sicherer Zugriff auf die FHIR API fĂŒr Drittentwickler oder -anwendungen ĂŒber das Internet bereitgestellt werden. Wie können wir in diesem Fall das Risiko gĂ€ngiger Web-Bedrohungen mindern?
Lösung
Implementieren Sie ein API Gateway zur Verwaltung des Zugriffs und zum Schutz vor Web-Bedrohungen.
- Das API Gateway kann Distributed-Denial-of-Service (DDoS)-Angriffe und andere Missbrauchsformen durch Rate Limiting und Kontingente abmildern, die die Anzahl der Anfragen einschrÀnken, die ein Client in einem bestimmten Zeitraum an eine API stellen kann.
- Es kann den Zugriff auf APIs kontrollieren, indem es Anfragen von bestimmten IP-Adressen oder -Bereichen zulĂ€sst oder ablehnt, und so die Sicherheit durch BeschrĂ€nkung des Zugriffs auf vertrauenswĂŒrdige Netzwerke erhöht.
- Das API Gateway kann auch mit einer WAF (Web Application Firewall) integriert werden, einer Komponente, die speziell dafĂŒr ausgelegt ist, verschiedene Arten von Cyberangriffen auf Webanwendungen zu erkennen und zu verhindern.
HinzufĂŒgen benutzerdefinierter Logik vor FHIR
Problem
Wir mĂŒssen zusĂ€tzliche GeschĂ€ftslogik implementieren, die ĂŒber die nativen FĂ€higkeiten des FHIR-Servers hinausgeht. Dazu gehört die Handhabung komplexer Autorisierungsregeln, die auf externen Daten basieren, die nicht im FHIR-Server gespeichert sind, oder die Anwendung benutzerdefinierter Routing-Regeln, wie etwa das Replizieren von Anfragen an ein anderes Legacy-System wĂ€hrend eines Migrationsprozesses.
Wie können wir die vollstĂ€ndige Kontrolle ĂŒber alle vom FHIR-Server verarbeiteten Anfragen erlangen, um diese Anpassungen effektiv zu implementieren?
Lösung
Implementieren Sie eine benutzerdefinierte Middleware-Komponente, die dem FHIR-Server vorgelagert ist und es Ihnen ermöglicht, alle eingehenden Anfragen abzufangen und zu verarbeiten, sodass Ihre eigene GeschĂ€ftslogik ausgefĂŒhrt werden kann, bevor diese den FHIR-Server erreichen.
- Das API Gateway kann komplexe benutzerdefinierte Authentifizierungs- und Autorisierungs-Workflows verwalten, einschlieĂlich der Introspektion opaker Tokens und der Verwendung externer Daten fĂŒr Autorisierungsentscheidungen.
- Das API Gateway kann Anfragen anhand spezifischer Regeln oder Bedingungen prĂŒfen, weiterleiten oder blockieren, bevor sie den FHIR-Server erreichen. Es kann beispielsweise nur bestimmte Arten von Abfragen zulassen oder sensible Informationen basierend auf Benutzerrollen herausfiltern.
- Anfragen können je nach Daten- oder Anfragentyp an bestimmte Backend-Dienste weitergeleitet oder in einem Zwischenwarteschlangenspeicher abgelegt werden, sodass das API Gateway als intelligenter Router fungieren und komplexe Szenarien handhaben kann, z. B. die Migration von einem FHIR-Server zu einem anderen.
Verwendung von Aidbox als FHIR API Gateway
Problem
Wir mĂŒssen Aidbox um benutzerdefinierte Operationen erweitern, und zwar in einer Programmiersprache, die wir bereits kennen. Durch die Vermeidung zusĂ€tzlicher Komponenten in der Architektur möchten wir den Infrastrukturaufwand minimieren.
Lösung
Nutzen Sie die Aidbox Apps-FunktionalitÀt.
- Aidbox fungiert als Proxy: Es ĂŒbernimmt Authentifizierung und Autorisierung und leitet die Anfrage an den benutzerdefinierten App-Code weiter.
- Das Aidbox SDK unterstĂŒtzt Aidbox Apps in mehreren Programmiersprachen.
Zusammenfassung
Die Implementierung des API Gateway-Musters bietet leistungsstarke Möglichkeiten, und Sie können sogar daran denken, mehrere der besprochenen Muster zu kombinieren. Dies kann dazu fĂŒhren, dass mehrere Schichten von Komponenten jede eingehende Anfrage verarbeiten und dem Anfrage-Fluss weitere Schritte hinzufĂŒgen.
Es ist jedoch wichtig, die potenziellen Nachteile der Implementierung eines API Gateway-Musters zu berĂŒcksichtigen:
- Erhöhte KomplexitĂ€t: Die EinfĂŒhrung eines API Gateways fĂŒgt der Architektur eine zusĂ€tzliche Komponente hinzu, die zusĂ€tzliches Fachwissen fĂŒr Konfiguration, Monitoring und die Sicherstellung der HochverfĂŒgbarkeit erfordert.
- Leistungsauswirkungen: Ein API Gateway fĂŒhrt einen zusĂ€tzlichen Netzwerk-Hop ein, der die Latenz potenziell erhöht. In leistungssensitiven Systemen könnte diese zusĂ€tzliche Schicht zum Engpass werden.
- Komplexeres Debugging: Mit einer zusĂ€tzlichen Schicht zwischen Clients und Diensten kann die Diagnose von Problemen schwieriger werden, da Probleme sowohl vom Gateway als auch von den zugrunde liegenden Diensten herrĂŒhren können.
- EinschrĂ€nkungen bei der Anpassung: Fertige API Gateway-Lösungen bieten möglicherweise nicht die Anpassungsmöglichkeiten, die fĂŒr bestimmte spezialisierte AnwendungsfĂ€lle erforderlich sind.
WĂ€gen Sie bei der Entscheidung, ob Sie ein API Gateway implementieren möchten, sorgfĂ€ltig die Vor- und Nachteile fĂŒr Ihre spezifische Situation ab. Die Entscheidung sollte auf der Architektur Ihres Systems, den Anforderungen, der Teamstruktur und den langfristigen Zielen basieren.
Möchten Sie Ihren konkreten Anwendungsfall besprechen? Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter.
Der Aidbox FHIR-Server kann lokal in nur 90 Sekunden bereitgestellt oder noch schneller ĂŒber eine kostenlose Cloud-Sandbox genutzt werden â eine ideale Plattform fĂŒr Lernen und Entwicklung. Kostenlose Entwicklungslizenzen sind ebenfalls verfĂŒgbar.
Autor: Aleksandr Kislitsyn, Solution Architect bei Health Samurai
Siehe auch: Token Introspection in FHIR und Aufbau von Healthcare-Microservices.
