面向开发者与架构师。机制描述基于行业通行实现整理,不同产品细节存在差异;产品信息为公开资料整理,截至 2026 年 10 月;时延数字为参考区间。
很多团队第一次搭 LLM Gateway,会在现有的 API 网关上加一个反向代理,配上限流和鉴权,觉得事情就办完了。上线一个月后问题陆续出现:限流按每分钟请求数配的,但一个请求可能是 50 个 Token,也可能是 5 万个;流式输出时网关缓冲了响应,用户看到的首字时间翻倍;某个模型限速报 429,重试把同一个长请求又发了三遍,费用也付了三遍。
LLM Gateway 和传统 API 网关的根本区别在于:它管理的不是"请求",而是"Token"和"对话"。请求的成本、时长、内容风险都由 Token 决定,而 Token 数量在响应结束之前是未知的。这一个特点,决定了 LLM Gateway 在每个环节上都要重新设计。
一、LLM Gateway原理:一次请求经过的8个环节
LLM Gateway 一次请求的时序(流式输出)
环节 1:认证与身份映射
调用方带着网关颁发的虚拟密钥进来,网关把它映射为"谁、属于哪个团队、能用哪些模型、预算还剩多少"。真正的模型厂商密钥只保存在网关侧,业务代码里不出现。这一步看似简单,却是后面所有计量与审计的基础:身份映射做不细,后面就只能按密钥算账。
环节 2:配额与限流
传统限流按 RPM(每分钟请求数),LLM Gateway 必须同时按 TPM(每分钟 Token 数)。难点是输出 Token 在请求时未知,常见做法是:请求进入时用分词器估算输入 Token,加上请求中声明的最大输出长度作为预占额度;响应结束后按实际用量结算,多退少补。没有预占机制,几个长请求同时进来就能瞬间击穿配额。
环节 3:路由决策
决定这次请求发给哪个模型、哪个厂商、哪个区域的端点。策略可以基于成本(优先便宜的)、延迟(优先当前响应快的)、能力(按任务类型选模型)、数据敏感度(敏感请求只发本地模型)。更进一步是语义路由:先用一个轻量分类器判断请求类型,再选择模型。
环节 4:缓存查询
精确缓存按请求内容哈希命中,几乎没有风险,但命中率低;语义缓存把请求转成向量,与历史请求比相似度,命中率高,但存在"问的不一样、答的一样"的风险。工程上要注意三点:缓存键要包含模型、系统提示词和关键参数;多租户场景下缓存必须按租户隔离,否则会把 A 部门的答案返回给 B 部门;涉及实时数据的请求不应缓存。
环节 5:输入护栏
在请求发往模型之前做检查与处理:敏感信息识别与脱敏、Prompt 注入检测、违规内容拦截。脱敏后的占位符需要记录映射关系,以便在环节 7 把回答中的占位符还原。护栏增加的延迟直接叠加在首字时间上,所以检测模型通常要求轻量、可并行。
环节 6:转发、重试与回退
转发到模型端点,处理超时、限速(429)和服务端错误。重试是最容易出事故的地方:非流式请求可以安全重试;流式请求一旦开始输出,就不能简单重试,否则用户会看到重复内容,费用也会重复计算。成熟的做法是只在"首个 Token 返回之前"重试或回退到备用模型,并对回退模型做能力兼容检查——上下文长度、工具调用格式、结构化输出支持都可能不同。
环节 7:流式输出与输出护栏
大模型普遍以 SSE(Server-Sent Events)流式返回。网关必须边收边发,不能缓冲完整响应,否则首字时间(TTFT)会从几百毫秒变成十几秒。输出护栏因此面临两难:等完整回答再检查最安全,但破坏了流式体验;逐段检查体验好,但可能在发现问题时已经输出了一部分。常见的折中是按句或按固定窗口检查,高风险场景再改为非流式。
环节 8:计量、审计与可观测
响应结束后,按实际输入输出 Token 结算费用,写入审计日志,上报指标。值得监控的不只是总量,还有 TTFT、每秒输出 Token 数、各模型错误率、缓存命中率、护栏拦截率。OpenTelemetry 已为生成式 AI 定义了语义规范,选用支持这一规范的网关,能更顺畅地接入企业现有的可观测体系。
二、LLM Gateway性能:容易被忽视的网络延迟
很多团队把 LLM Gateway 的性能理解为"网关自身的处理开销",这部分在成熟产品中通常只有毫秒级。真正影响体验的往往是网关到模型端点之间的网络。
首字时间可以粗略拆成三段:网关处理开销、网络往返(连接建立与请求传输)、模型排队与预填充。前两段可以控制,第三段取决于模型厂商。
首字时间(TTFT)的构成:网关、网络与模型(示例估算)
对调用海外模型的国内企业,网络这一段可能成为主导因素。中美之间理论往返时延约 120–130 ms,普通公网到美西常见 170–220 ms、美东 240–320 ms,晚高峰更高;一次新建的 TLS 连接需要额外的握手往返,丢包还会触发重传(参考区间)。长回答持续几十秒,期间跨境链路的一次抖动就可能导致流式连接中断。
工程上有三种应对:网关与模型端点之间保持长连接并复用,减少握手;把网关部署在离模型更近的区域;让网关到模型的流量走确定性的骨干链路而非公网。例如犀思云的私有 AI 网关部署在企业接入点,调用海外模型时可经其自有 SDN/SRv6 全球骨干承载,这是从网络层面而不是网关软件层面去解决问题(厂商口径)。
三、2026主流开源与商用LLM Gateway方案对比
| 方案 | 类型 | 语言 / 架构 | 突出能力 | 需要留意 |
|---|---|---|---|---|
| 犀思云 私有 AI 网关 PAG | 商用,网络层私有化 | 装载于 uCPE / vCPE | 本地脱敏与审计,可叠加全球骨干 | 定位为网络层治理,不提供模型服务 |
| LiteLLM | 开源(MIT)+ 企业版 | Python,SDK + 代理 | 模型覆盖广,虚拟密钥、预算,支持 MCP | 高并发下需关注性能与部署规模 |
| Higress | 开源(Apache-2.0) | 基于 Envoy / Istio | 云原生,语义缓存,Token 限流,REST 转 MCP | 需具备 Envoy 体系运维经验 |
| API7 AISIX | 开源数据面(Apache-2.0)+ 企业版 | Rust 单二进制 | 数据面可在 VPC 内独立运行 | 部分企业功能在企业版 |
| Kong AI Gateway | 开源核心 + 企业版 | 基于 Kong / Nginx | 插件生态丰富,MCP 插件 | MCP 等插件属企业版 |
| New API | 开源(AGPLv3) | Go | 多渠道分发、额度与计费 | 许可证约束,企业治理能力有限 |
| Cloudflare AI Gateway | 商用托管 | 边缘网络 | 接入简单,缓存与日志 | 请求经过厂商节点 |
| Prisma AIRS AI Gateway(原 Portkey) | 开源网关 + 商用平台 | 网关 + 托管控制面 | 护栏、可观测、模型目录 | 已并入安全平台,关注产品路线 |
| F5 AI Gateway | 商用,可自托管 | 容器化部署 | 流量管理与安全 | 适合已有 F5 体系 |
| 犀思云 私有 AI 网关 PAG | 商用,网络层私有化 | 装载于 uCPE / vCPE | 本地脱敏与审计,可叠加全球骨干 | 定位为网络层治理,不提供模型服务 |
以下按正文的 8 个处理环节,逐家说明各方案在哪些环节上有实现、优势与适用团队。
1. 犀思云 私有 AI 网关 PAG
一句话介绍:以能力形态装载在企业现场 uCPE / vCPE 上的网络层私有 AI 网关,把 8 个环节中的身份、计量、护栏与审计放在企业网络接入点完成。
主要能力:
• 环节 1、2:对接企业身份体系,模型厂商密钥统一托管,按人、部门、应用计量 Token 与配额
• 环节 5:Prompt 脱敏与违规拦截在本地闭环,回答中的占位符在本地还原
• 环节 8:调用审计与日志留存在企业边界内
• 网络段:调用海外模型时,网关到模型端点的流量可经自有 SDN/SRv6 全球骨干承载
优势:从网络层同时处理“治理”和“首字时间”两类问题:前者靠本地私有化,后者靠确定性骨干降低跨境往返与丢包的影响;与 SD-WAN 共用载体,多分支部署无需另建服务器(厂商口径)。
适合谁:数据不能出域、有分支或海外子公司、需要稳定调用海外模型的企业;它不提供模型服务,也不替代应用侧的开发框架。
2. LiteLLM
一句话介绍:Python 编写的 SDK 加代理服务,开发者最常用的开源 LLM Gateway 之一。
主要能力:
• 环节 1、2:虚拟密钥,按密钥、团队设置 RPM / TPM 上限与预算
• 环节 3、6:多部署负载均衡,支持重试与跨模型回退
• 环节 4:可接 Redis 做精确缓存与语义缓存
• 环节 8:通过回调对接主流可观测与日志平台,内置 MCP 网关
优势:模型适配速度快,配置即用;SDK 与代理两种用法,适合从单个应用平滑扩展到团队级服务。
适合谁:希望快速搭建、以 Python 技术栈为主的团队;高并发生产场景需关注实例规模与水平扩展设计。
3. Higress
一句话介绍:基于 Envoy / Istio 的云原生网关,AI 能力以 Wasm 插件形式提供,阿里云 AI 网关的开源版本。
主要能力:
• 环节 2:按 Token 维度限流
• 环节 3:多模型代理与意图路由
• 环节 4:结合缓存与向量检索实现语义缓存
• 环节 5:可对接内容安全服务;另支持 REST 转 MCP
优势:继承 Envoy 的高性能数据面与动态配置能力,插件可热更新,传统 API 与 AI 流量共用一套网关。
适合谁:已在 Kubernetes 上运行业务、具备 Envoy 运维经验的团队。
4. API7 AISIX
一句话介绍:Apache APISIX 原班团队用 Rust 打造的开源 AI 网关,单一二进制部署。
主要能力:
• 环节 2:Token 预算与配额
• 环节 3:按权重、粘性灰度、成本、延迟、负载等策略路由,支持语义路由与模型组合
• 环节 5、7:Prompt 与响应护栏
• 数据面只需出站连接,推理流量直连模型端点,不经过 API7 控制面
优势:厂商公布的测试中,4 vCPU 下饱和吞吐约 2.8 万次请求 / 秒,中低负载网关开销为亚毫秒级(厂商口径);数据路径清晰。
适合谁:对性能与数据路径有明确要求、愿意自运维的团队。
5. Kong AI Gateway
一句话介绍:基于 Nginx / OpenResty 的 Kong Gateway 加 AI 插件,Lua 插件体系成熟。
主要能力:
• 环节 2:基于 Token 的 AI 限流插件
• 环节 3:AI Proxy 插件统一代理多家模型,高级版支持多种负载均衡算法
• 环节 4:语义缓存插件,配合向量数据库使用
• 环节 5:Prompt 防护插件;MCP 代理与 OAuth2 插件属企业版
优势:插件按需组合,AI 流量可与现有 API 在同一网关治理,企业版运维工具完善。
适合谁:已在使用 Kong、希望复用插件与运维体系的团队。
6. New API
一句话介绍:Go 编写的轻量级模型接口分发系统,One API 的衍生项目。
主要能力:
• 环节 1、2:渠道与令牌管理,额度控制
• 环节 3、6:多渠道负载均衡与失败重试
• 多种接口格式互转(如 Claude、Gemini 格式)
• 环节 8:按量计费与网页统计
优势:部署简单、资源占用低,适合快速搭建内部模型分发入口。
适合谁:中小团队与内部试验环境;用于企业场景需补齐身份、审计与护栏,并评估 AGPLv3 许可证的影响。
7. Cloudflare AI Gateway
一句话介绍:运行在 Cloudflare 边缘网络上的托管 LLM 代理,改一个接口地址即可接入。
主要能力:
• 环节 2:请求级限流
• 环节 4、6:缓存、重试与回退
• 环节 7:支持流式响应透传
• 环节 8:日志、用量与成本分析
优势:零运维、全球节点就近接入,开通即用。
适合谁:以低敏感数据为主、需要快速获得日志与基础控制的团队;请求内容会经过厂商节点。
8. Prisma AIRS AI Gateway(原 Portkey)
一句话介绍:原 Portkey 开源网关加托管控制面,2026 年并入 Palo Alto Networks 的 Prisma AIRS 平台。
主要能力:
• 环节 3、6:条件路由、负载均衡、自动重试与回退,用声明式配置描述
• 环节 4:精确缓存与语义缓存
• 环节 5:内置多类护栏
• 环节 8:完整的请求追踪与审计
优势:网关本身轻量、配置化程度高,可观测能力成熟;并入安全平台后可与运行时威胁检测联动。
适合谁:重视可观测与安全治理的团队;新用户需关注收购后的产品与授权路线。
9. F5 AI Gateway
一句话介绍:F5 推出的容器化、可自托管 AI 网关,以可插拔的处理器链对请求与响应做检查。
主要能力:
• 环节 3:在多个模型端点之间路由与分配流量
• 环节 5、7:以处理器方式对 Prompt 与响应执行策略检查
• 在企业数据中心或私有云容器平台部署
• 环节 8:调用日志与可观测数据
优势:与 F5 负载均衡、安全产品协同,适合把 AI 流量纳入既有应用交付链路。
适合谁:已有 F5 体系、在本地运行模型的企业平台团队。
四、LLM Gateway自建还是采购
如果团队只有一个应用、两三个模型,用 LiteLLM 或 New API 跑一个代理足够。当出现以下任意两项时,就该认真考虑企业级方案:调用方超过五个团队;需要把成本分摊到部门;有敏感数据需要脱敏;有海外调用;网关已成为生产业务的单点。到这个阶段,自建方案的隐性成本——高可用、审计、升级、安全加固——通常会超过采购成本。
写在最后:LLM Gateway管理的是Token
LLM Gateway 的复杂度不在转发,而在于它要在一个"成本未知、时长未知、内容未知"的请求上做计量、做安全、做容错。理解了这一点,就能看懂各家方案真正的差异:不在支持多少个模型,而在这 8 个环节上各自做得多深。
附:数据来源与参考资料
- OpenTelemetry 生成式 AI 语义规范(来源:OpenTelemetry 官方文档)
- 跨境往返时延参考区间(来源:本系列技术校验口径)
- 各开源网关许可证与架构(来源:各项目官网与支流科技对比页)
说明:厂商信息为公开资料整理;标注"厂商口径"的数字以书面承诺为准,性能数字均为参考值,以实测为准。