Token frecuencia cubo límite (Token Bucket)

Token cubos-1.jpg

Durante aplicaciones de alta disponibilidad y la interfaz API es crítico. Si proporcionamos una interfaz, el tráfico se enfrentó repentinamente con un crecimiento explosivo, en este caso, no sólo afectará a la velocidad de acceso del sitio, e incluso puede hacer que el servidor accidente, por lo que todos los usuarios normalmente no pueden acceder.

En este caso, algunos estudiantes dijeron: "Podemos configurar la máquina mediante el aumento o aumentar para resolver este problema." En algunos casos esto es realmente una opción. Sin embargo, cuando usamos una interfaz o aplicación, no necesitamos sólo a través de medios técnicos (idempotencia, fusibles, etc.) para mejorar su estabilidad, garantizando al mismo tiempo que otras razones inesperadas (como el código escribiendo nuevos colegas provocar accidentes etc.) causado problemas.

Las siguientes situaciones, las restricciones de frecuencia pueden ayudarnos a garantizar mejor la disponibilidad de la API:

Los usuarios que utilicen un guión, un gran número de solicitudes enviadas a nosotros.
Los usuarios nos envían muchas peticiones de datos de baja prioridad interfaz, y esperamos que estas solicitudes de baja prioridad con un impacto mínimo en nuestras solicitudes de interfaz de alta prioridad (como los proveedores de electricidad deben asegurarse proceso de pedido es normal, la otra interfaz tiene prioridad nivel natural más baja que un solo las interfaces relacionadas con el proceso).
razones repentinos, normalmente no pueden acceder a todas las interfaces de forma simultánea, lo que requiere la solicitud de menor prioridad de descarte temporal (por supuesto Nginxniveles es alcanzable).

Introducción de cubetas de fichas

Principio algoritmo de cubetas de fichas es que el sistema será a una velocidad constante para cubo (cubo) en tokens (token), si la solicitud a procesar, a partir de la necesidad de obtener una muestra cubo, cuando el cubo no es tan tarjetas son deseables, la denegación de servicio (denegación de servicio).

características:

Cuando bucketcompleto, ya no será colocado token, es decir, tokenel número no exceda de la bucketcapacidad máxima.
Desde tokenun período de tiempo es limitado, por lo que incluso si se produce un flujo repentino, puede ser servicios bien protegidas.

implementación

Para la realización del colector de testigos, que se utiliza comúnmente en dos formas:

el primer

Iniciar un hilo de fondo, de acuerdo con un cierto granularidad tiempo, para continuar con el 固定大小cubo (cubo) para aumentar el token (token), hasta que alcance 桶su capacidad máxima.

Este enfoque no sólo alcanzar un punto poco engorroso, la necesidad de mantenimiento adicional de un guión, y en ausencia de una solicitud, el hilo continuará para comprobar las actualizaciones de emergencia, si la llave bajo el número relativamente grande de casos, tienen un mayor impacto en el rendimiento de la CPU .

El segundo (caso de papel)

En cada visita, el tiempo y la frecuencia almacenada en la visita redisy la siguiente nueva solicitud de acceso, la comparación 当前时间, y 上次请求时间entre las dos diferencias de tiempo se pueden usar número de token, y almacenan los nuevos resultados redis.

la implementación del código

initNum El tamaño inicial de la cubeta
expireUnidad de tiempo
nowTime El tiempo de acceso actual
limitData['time'] La última vez que la solicitud

<? PHP 

espacio de nombres App \ Componentes; 

uso Yii \ Base \ componente; 

clase RateLimiter la extiende el componente 
{ 
    público  $ Redis = nula ; 

    pública  $ cacheKey = nula ; 

    // Número de visitas por minuto por el usuario A SOLO 
    bajo // unidad de tiempo, una sola el número de usuarios para acceder al 
    público  $ initNum = 30 ; 

    // unidad de tiempo 
    de tiempo // unidad 
    pública  $ expiran el = 60 ; 

    / * * 
     . * RateLimiter constructor 
     * @param string $ initNum
     * @Param string $ expiran 
     * / 
    público en función __construct ( $ cacheKey = '', $ initNum = '', $ expiran = '' ) 
    { 
        si ( vacío ( $ cacheKey )) {
             retorno  falsa ; 
        } 

        $ This -> Redis = \ Yii :: $ aplicación -> ReDiS;
        $ this -> initNum = $ initNum ?? $ this -> initNum;
        $ this -> expire = $ expire ?? $ this -> expirado;
        $ this -> cacheKey = $ cacheKey ; 
    } 

    / * * 
     * Controlador 
     * @return array 
     * / 
    público en  función de controlador on () 
    { 
        $ ret = self :: _ límite ( $ this -> cacheKey, $ this -> initNum, $ this -> expirará);
        si ( vacío ( $ ret [ 'status' ])) {
             retorno  falsa ; 
        } 

        Devolver  cierto ; 
    } 

    Privada  función _limit ( $ cacheKey = '', $ initNum = '', $ expiran = '' ) 
    { 
        $ nowtime = Time (); 

        $ del este -> redescubrir> Watch ( $ cacheKey );
         $ redisData = $ al este -> redescubrir> get ( $ cacheKey );
         $ limitData = redisData $ ? json_decode ( $ redisData , true ): [ 'NUM' => $ initNum , 'tiempo' => $ nowtime ]; 

        // (frecuencia de acceso por unidad de tiempo / unidad de tiempo) * (tiempo actual - hora del último acceso) = el número de visitas desde la última petición de aumento de 
        $ addNum = ( $ initNum / $ del expiran ) * ( $ nowtime-  $ limitData[ 'Time' ]);
         $ newNum = min ( $ initNum , (( $ limitData [ 'NUM'] - 1) +. $ AddNum ));
         IF ( $ newNum <= 0 ) {
             retorno [ 'Status' => en false , 'MSG' => 'actualidad token de que se agote! ' ]; 
        } 

        $ LimitData = json_encode ([' NUM '=> $ newNum ,' Time '=> $ nowtime ]);
         $ del este -> redescubrir> Multi (); 

        $ del este -> redescubrir> SET ( $ cacheKey , $ limitData );

        la presente $ -> redescubrir> Exec ()) {
             retorno [ 'Estado' => false ,' MSG '=>' demasiadas veces la frecuencia de visita! ' ]; 
        } 

        Volver [' Estado => true , 'MSG' => 'Aceptar' ]; 
    } 
}

resumen

límite de frecuencia Token Bucket es APIuno de los diseño de la interfaz importante en la política de seguridad, pero por diferentes escenarios de negocio y debe utilizar el método más adecuado (tal como contraseña es incorrecta, un día sólo cinco intentos, este contador es la frecuencia del límite mejor opción), todo lo que no es absoluta.