.NET Core WebApi 接口 IP 限流實踐：防止惡意請求的小妙招
在開發.NET Core WebApi應用時，我們時常會遇到一些不速之客——惡意請求或頻繁訪問。這些請求不僅會增加服務器的負擔，還可能影響到正常用戶的訪問體驗。為了應對這一問題，我們可以使用IP限流技術，對來自同一IP地址的請求進行限制，從而保護我們的WebApi接口。
一、認識IP限流
IP限流，簡單來說，就是根據客戶端的IP地址，對其發出的請求進行頻率控制。如果某個IP地址在一段時間內發出的請求超過了設定的閾值，我們就認為它是惡意的，并對其進行限制，比如暫時封禁一段時間。
二、準備工作
在開始實現IP限流之前，我們需要做一些準備工作：
- 明確限流策略：你需要根據應用的實際情況，設定合理的限流策略。比如，每個IP每分鐘最多允許訪問100次，超過這個次數就進行限制。
- 選擇合適的限流算法：常見的限流算法有固定窗口計數器、滑動窗口計數器、令牌桶算法、漏桶算法等。每種算法都有其特點和適用場景，你需要根據實際需求進行選擇。
- 準備存儲介質：為了記錄每個IP的請求次數，你需要一個存儲介質，比如內存、數據庫或Redis等。內存速度快，但重啟應用會丟失數據；數據庫持久化，但性能可能受限；Redis則是一個很好的折中選擇，既快又持久。
三、.NET Core WebApi實現IP限流
接下來，我們就來看看如何在.NET Core WebApi中實現IP限流。
1. 使用中間件進行限流
在.NET Core中，中間件是一個強大的功能，它允許我們在請求處理的管道中插入自定義的代碼。我們可以編寫一個限流中間件，對每個進入的請求進行IP檢查。
public class IpRateLimitMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly IMemoryCache _memoryCache; // 使用內存緩存來存儲IP請求次數
private readonly int _maxRequests; // 最大請求次數
private readonly TimeSpan _timeWindow; // 時間窗口
public IpRateLimitMiddleware(RequestDelegate next, IMemoryCache memoryCache, IOptions<IpRateLimitOptions> options)
{
_next = next;
_memoryCache = memoryCache;
_maxRequests = options.Value.MaxRequests;
_timeWindow = options.Value.TimeWindow;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
var clientIp = context.Connection.RemoteIpAddress?.ToString();
if (string.IsNullOrEmpty(clientIp))
{
// 如果無法獲取客戶端IP，則直接放行
await _next(context);
return;
}
var requestCountKey = $"IpRateLimit:{clientIp}";
if (!_memoryCache.TryGetValue(requestCountKey, out int requestCount))
{
requestCount = 0;
}
// 增加請求次數
requestCount++;
// 檢查是否超過限制
if (requestCount > _maxRequests)
{
// 如果超過限制，則根據策略進行處理，比如返回429 Too Many Requests狀態碼
context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status429TooManyRequests;
await context.Response.WriteAsync("Too many requests from this IP address.");
return;
}
// 設置緩存過期時間
_memoryCache.Set(requestCountKey, requestCount, _timeWindow);
// 如果沒有超過限制，則繼續處理請求
await _next(context);
}
}
// 還需要定義一個配置類IpRateLimitOptions來存儲限流策略
public class IpRateLimitOptions
{
public int MaxRequests { get; set; }
public TimeSpan TimeWindow { get; set; }
}注意：上述代碼是一個簡化的示例，用于說明如何使用中間件進行IP限流。在實際應用中，你可能需要更復雜的邏輯來處理不同的限流策略、緩存機制以及錯誤處理等。
2. 注冊中間件
在Startup.cs的Configure方法中注冊這個中間件：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
// ... 其他中間件配置
app.UseMiddleware<IpRateLimitMiddleware>();
// ... 其他中間件配置
app.UseMvc();
}別忘了在Startup.cs的ConfigureServices方法中注入IMemoryCache和IOptions<IpRateLimitOptions>：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// ... 其他服務配置
services.AddMemoryCache();
services.Configure<IpRateLimitOptions>(Configuration.GetSection("IpRateLimit"));
// ... 其他服務配置
}并在appsettings.json中添加相應的配置：
{
"IpRateLimit": {
"MaxRequests": 100,
"TimeWindow": "00:01:00" // 1分鐘時間窗口
}
}3. 使用第三方庫（如AspNetCoreRateLimit）
當然，如果你覺得從頭開始實現IP限流太過繁瑣，你也可以考慮使用現成的第三方庫，比如AspNetCoreRateLimit。這個庫提供了更強大、更靈活的限流功能，包括IP限流、客戶端ID限流、API端點限流等。你可以通過NuGet包管理器安裝它，并按照文檔進行配置和使用。
四、注意事項
- 性能考慮：在使用內存緩存進行限流時，需要注意性能問題。如果請求量非常大，內存消耗可能會很高。此時，你可以考慮使用Redis等分布式緩存來優化性能。
- 錯誤處理：在限流過程中，可能會遇到各種錯誤，如緩存訪問失敗、配置讀取錯誤等。你需要做好錯誤處理，確保在出現問題時能夠給出清晰的提示，并采取相應的措施。
- 日志記錄：為了方便調試和監控，建議在限流過程中添加日志記錄功能，記錄被限流的IP地址、請求時間、限制策略等信息。
- 策略調整：限流策略不是一成不變的，你需要根據應用的實際情況和用戶的反饋，不斷調整和優化限流策略。
五、總結
通過上面的介紹，我們了解了如何在.NET Core WebApi中實現IP限流。從認識IP限流到準備工作，再到中間件實現和注意事項，每一步都進行了詳細的說明。希望這篇文章能夠幫助你更好地理解和實現這一功能，從而保護你的WebApi接口免受惡意請求的侵擾。
