Node.js 中的 API 速率限制：策略和最佳實踐

現代 Web 應用程式嚴重依賴 API，但這種能力需要強大的保護措施。 速率限制是在定義的時間範圍內控制客戶端 API 請求頻率的關鍵策略，對於維護 API 穩定性、安全性和可擴展性至關重要。

本文利用流行的工具和框架探討了 Node.js 環境中的高階速率限制技術和最佳實踐。

速率限制的重要性

速率限制可透過以下方式保護您的 API 免遭誤用、拒絕服務 (DoS) 攻擊和意外過載：

• 增強的安全性：防止暴力攻擊。
• 提高效能：確保公平的資源分配。
• 持續穩定性：防止伺服器因大量請求而崩潰。

讓我們研究一下有效 Node.js 實作的高階方法。

1.使用 Express 建置 Node.js API

我們先建立一個基本的 Express API：

const express = require('express');
const app = express();

app.get('/api', (req, res) => {
  res.send('Welcome!');
});

const PORT = process.env.PORT || 3000;
app.listen(PORT, () => console.log(`Server running on port ${PORT}`));

這構成了應用速率限制機制的基礎。

2.使用 express-rate-limit

進行基本速率限制

express-rate-limit 套件簡化了速率限制的實現：

npm install express-rate-limit

配置：

const rateLimit = require('express-rate-limit');

const limiter = rateLimit({
  windowMs: 15 * 60 * 1000, // 15 minutes
  max: 100, // 100 requests per IP per window
  message: 'Too many requests. Please try again later.'
});

app.use('/api', limiter);

基本速率限制的限制

• 全球所有航線的應用。
• 不同 API 端點的彈性有限。

為了解決這些限制，讓我們來探索更進階的方法。

3.使用 Redis 進行分散式速率限制

記憶體中的速率限制不足以支援多伺服器 API 部署。 Redis 是一種高效能記憶體資料存儲，為分散式速率限制提供了可擴展的解決方案。

安裝

npm install redis rate-limiter-flexible

基於 Redis 的速率限制

const { RateLimiterRedis } = require('rate-limiter-flexible');
const Redis = require('ioredis');
const redisClient = new Redis();

const rateLimiter = new RateLimiterRedis({
  storeClient: redisClient,
  keyPrefix: 'middleware',
  points: 100, // Requests
  duration: 60, // 60 seconds
  blockDuration: 300, // 5-minute block after limit
});

app.use(async (req, res, next) => {
  try {
    await rateLimiter.consume(req.ip);
    next();
  } catch (err) {
    res.status(429).send('Too many requests.');
  }
});

好處

• 支援分散式架構。
• 特定於端點的客製化。

4.使用 API 閘道進行細粒度控制

API 閘道（例如 AWS API Gateway、Kong、NGINX）提供基礎架構層級的速率限制：

• 每個 API 金鑰限制：針對不同使用者層級的差異化限制。
• 區域費率限制：基於地理的限制自訂。

AWS API 閘道範例：

1. 啟用使用計畫。
2. 配置限制和配額。
3. 為特定於使用者的限制指派 API 金鑰。

5.進階速率限制：令牌桶演算法

令牌桶演算法提供了一種靈活且高效的方法，允許流量突發，同時保持平均請求限制。

實作

const express = require('express');
const app = express();

app.get('/api', (req, res) => {
  res.send('Welcome!');
});

const PORT = process.env.PORT || 3000;
app.listen(PORT, () => console.log(`Server running on port ${PORT}`));

6.監控與警報

有效的速率限制需要強大的監控。 Datadog 或 Prometheus 等工具追蹤：

• 請求價格。
• 拒絕請求 (HTTP 429)。
• API 效能指標。

7.性能比較

Strategy	Latency Overhead	Complexity	Scalability
In-Memory	Low	Simple	Limited
Redis-Based	Moderate	Moderate	High
API Gateway	Minimal	Complex	Very High

最佳實踐

• 在分散式環境中使用 Redis 或 API 閘道。
• 根據使用者計畫實施分級速率限制。
• 提供清晰的錯誤訊息（包括 Retry-After 標頭）。
• 根據流量模式持續監控和調整限制。

結論

有效的 API 速率限制對於維護 Node.js 應用程式的效能、安全性和可靠性至關重要。 透過利用 Redis 等工具、實作複雜的演算法並採用徹底的監控，您可以建立可擴展且有彈性的 API。

以上是Node.js 中的 API 速率限制：策略和最佳實踐的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！