在開發(fā).NET Core WebApi應(yīng)用時(shí)，我們時(shí)常會(huì)遇到一些不速之客——惡意請(qǐng)求或頻繁訪問。這些請(qǐng)求不僅會(huì)增加服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，還可能影響到正常用戶的訪問體驗(yàn)。為了應(yīng)對(duì)這一問題，我們可以使用IP限流技術(shù)，對(duì)來自同一IP地址的請(qǐng)求進(jìn)行限制，從而保護(hù)我們的WebApi接口。

一、認(rèn)識(shí)IP限流

IP限流，簡(jiǎn)單來說，就是根據(jù)客戶端的IP地址，對(duì)其發(fā)出的請(qǐng)求進(jìn)行頻率控制。如果某個(gè)IP地址在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的請(qǐng)求超過了設(shè)定的閾值，我們就認(rèn)為它是惡意的，并對(duì)其進(jìn)行限制，比如暫時(shí)封禁一段時(shí)間。

二、準(zhǔn)備工作

在開始實(shí)現(xiàn)IP限流之前，我們需要做一些準(zhǔn)備工作：

• 明確限流策略：你需要根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況，設(shè)定合理的限流策略。比如，每個(gè)IP每分鐘最多允許訪問100次，超過這個(gè)次數(shù)就進(jìn)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(jì)數(shù)器、滑動(dòng)窗口計(jì)數(shù)器、令牌桶算法、漏桶算法等。每種算法都有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，你需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。
• 準(zhǔn)備存儲(chǔ)介質(zhì)：為了記錄每個(gè)IP的請(qǐng)求次數(shù)，你需要一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)，比如內(nèi)存、數(shù)據(jù)庫(kù)或Redis等。內(nèi)存速度快，但重啟應(yīng)用會(huì)丟失數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)持久化，但性能可能受限；Redis則是一個(gè)很好的折中選擇，既快又持久。

三、.NET Core WebApi實(shí)現(xiàn)IP限流

接下來，我們就來看看如何在.NET Core WebApi中實(shí)現(xiàn)IP限流。

1. 使用中間件進(jìn)行限流

在.NET Core中，中間件是一個(gè)強(qiáng)大的功能，它允許我們?cè)谡?qǐng)求處理的管道中插入自定義的代碼。我們可以編寫一個(gè)限流中間件，對(duì)每個(gè)進(jìn)入的請(qǐng)求進(jìn)行IP檢查。

public class IpRateLimitMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;
    private readonly IMemoryCache _memoryCache; // 使用內(nèi)存緩存來存儲(chǔ)IP請(qǐng)求次數(shù)
    private readonly int _maxRequests; // 最大請(qǐng)求次數(shù)
    private readonly TimeSpan _timeWindow; // 時(shí)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(qǐng)求次數(shù)
        requestCount++;

        // 檢查是否超過限制
        if (requestCount > _maxRequests)
        {
            // 如果超過限制，則根據(jù)策略進(jìn)行處理，比如返回429 Too Many Requests狀態(tài)碼
            context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status429TooManyRequests;
            await context.Response.WriteAsync("Too many requests from this IP address.");
            return;
        }

        // 設(shè)置緩存過期時(shí)間
        _memoryCache.Set(requestCountKey, requestCount, _timeWindow);

        // 如果沒有超過限制，則繼續(xù)處理請(qǐng)求
        await _next(context);
    }
}

// 還需要定義一個(gè)配置類IpRateLimitOptions來存儲(chǔ)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(gè)簡(jiǎn)化的示例，用于說明如何使用中間件進(jìn)行IP限流。在實(shí)際應(yīng)用中，你可能需要更復(fù)雜的邏輯來處理不同的限流策略、緩存機(jī)制以及錯(cuò)誤處理等。

2. 注冊(cè)中間件

在Startup.cs的Configure方法中注冊(cè)這個(gè)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(wù)配置

    services.AddMemoryCache();
    services.Configure<IpRateLimitOptions>(Configuration.GetSection("IpRateLimit"));

    // ... 其他服務(wù)配置
}

并在appsettings.json中添加相應(yīng)的配置：

{
  "IpRateLimit": {
    "MaxRequests": 100,
    "TimeWindow": "00:01:00" // 1分鐘時(shí)間窗口
  }
}

3. 使用第三方庫(kù)（如AspNetCoreRateLimit）

當(dāng)然，如果你覺得從頭開始實(shí)現(xiàn)IP限流太過繁瑣，你也可以考慮使用現(xiàn)成的第三方庫(kù)，比如AspNetCoreRateLimit。這個(gè)庫(kù)提供了更強(qiáng)大、更靈活的限流功能，包括IP限流、客戶端ID限流、API端點(diǎn)限流等。你可以通過NuGet包管理器安裝它，并按照文檔進(jìn)行配置和使用。

四、注意事項(xiàng)

• 性能考慮：在使用內(nèi)存緩存進(jìn)行限流時(shí)，需要注意性能問題。如果請(qǐng)求量非常大，內(nèi)存消耗可能會(huì)很高。此時(shí)，你可以考慮使用Redis等分布式緩存來優(yōu)化性能。
• 錯(cuò)誤處理：在限流過程中，可能會(huì)遇到各種錯(cuò)誤，如緩存訪問失敗、配置讀取錯(cuò)誤等。你需要做好錯(cuò)誤處理，確保在出現(xiàn)問題時(shí)能夠給出清晰的提示，并采取相應(yīng)的措施。
• 日志記錄：為了方便調(diào)試和監(jiān)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(qǐng)求時(shí)間、限制策略等信息。
• 策略調(diào)整：限流策略不是一成不變的，你需要根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況和用戶的反饋，不斷調(diào)整和優(yōu)化限流策略。

五、總結(jié)

通過上面的介紹，我們了解了如何在.NET Core WebApi中實(shí)現(xiàn)IP限流。從認(rèn)識(shí)IP限流到準(zhǔn)備工作，再到中間件實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)，每一步都進(jìn)行了詳細(xì)的說明。希望這篇文章能夠幫助你更好地理解和實(shí)現(xiàn)這一功能，從而保護(hù)你的WebApi接口免受惡意請(qǐng)求的侵?jǐn)_。