استراتژی Rate Limiter در دات‌نت + ابزارهای کاربردی

اگر تا به حال با خطاهایی مانند 429 Too Many Requests روبه‌رو شده‌اید، احتمالاً اهمیت محدودسازی نرخ درخواست‌ها یا همان Rate Limiting را بهتر درک می‌کنید. در دنیای توسعه نرم‌افزار، به‌ویژه در اپلیکیشن‌های تحت وب، حجم بالای درخواست‌ها از سمت کاربران یا حتی بات‌ها می‌تواند پایداری سیستم را تهدید کند. در چنین شرایطی، استفاده از استراتژی Rate Limiter نه تنها یک راهکار پیشنهادی بلکه یک ضرورت فنی برای حفظ کیفیت و عملکرد سیستم است. در این مقاله، با مفاهیم اصلی Rate Limiting، انواع پیاده‌سازی آن، و ابزارهای قدرتمند برای اجرای آن در محیط دات‌نت آشنا می‌شویم.

Rate Limiter چیست و چرا اهمیت دارد؟

تعریف Rate Limiter

Rate Limiter یا محدودکننده نرخ، یک استراتژی برای کنترل تعداد درخواست‌هایی است که یک کاربر، سرویس یا آی‌پی در یک بازه زمانی مشخص می‌تواند به سیستم ارسال کند. هدف اصلی این رویکرد، جلوگیری از سوءاستفاده، حملات DDoS، یا بار بیش از حد روی سرور است.

چرا باید از Rate Limiter استفاده کنیم؟

• محافظت از سرور: جلوگیری از مصرف بیش از حد منابع
• ارتقای تجربه کاربر: حفظ سرعت و عملکرد سیستم برای همه کاربران
• پیشگیری از سوءاستفاده: جلوگیری از رفتارهای غیرمجاز یا ربات‌ها
• پشتیبانی بهتر: کاهش احتمال سقوط سیستم در ساعات پربازدید

انواع الگوریتم‌های Rate Limiting

برای پیاده‌سازی Rate Limiting، الگوریتم‌های مختلفی وجود دارد که بسته به نیاز می‌توان از آن‌ها استفاده کرد:

1. Fixed Window

در این روش، تعداد درخواست‌ها در یک بازه زمانی مشخص (مثلاً یک دقیقه) شمارش می‌شود. اگر از حد مجاز فراتر رود، درخواست‌ها رد می‌شوند. این روش ساده ولی نسبتاً محدود است.

2. Sliding Window

این الگوریتم دقت بیشتری دارد و از زمان واقعی به‌جای بازه‌های ثابت استفاده می‌کند. این کار باعث توزیع بهتر درخواست‌ها می‌شود.

3. Token Bucket

در این روش، توکن‌ها در یک سطل ذخیره می‌شوند و با هر درخواست، یک توکن مصرف می‌شود. اگر توکن موجود نباشد، درخواست رد می‌شود. این الگوریتم انعطاف‌پذیرتر است.

4. Leaky Bucket

درست مانند Token Bucket، ولی با کنترل دقیق‌تر نرخ خروجی درخواست‌ها. مناسب برای سیستم‌هایی با نرخ مصرف ثابت.

ابزارهای پیاده‌سازی Rate Limiting در دات‌نت

1. استفاده از Rate Limiter در ASP.NET Core 7 به بعد

از نسخه ۷ به بعد، ASP.NET Core به صورت داخلی از قابلیت Rate Limiting پشتیبانی می‌کند. شما می‌توانید در فایل Program.cs سیاست‌هایی برای محدودسازی تعریف کنید:

builder.Services.AddRateLimiter(options =>
{
   options.AddPolicy("FixedPolicy", context =>
       RateLimitPartition.GetFixedWindowLimiter(
           partitionKey: context.Connection.RemoteIpAddress?.ToString() ?? "unknown",
           factory: partition => new FixedWindowRateLimiterOptions
           {
               PermitLimit = 10,
               Window = TimeSpan.FromSeconds(10),
               QueueProcessingOrder = QueueProcessingOrder.OldestFirst,
               QueueLimit = 2
           }));
});

و سپس با استفاده از Middleware آن را فعال کنید:

app.UseRateLimiter();

2. استفاده از کتابخانه YARP (Yet Another Reverse Proxy)

اگر از YARP برای روتینگ یا اعمال محدودیت روی درخواست‌ها استفاده می‌کنید، می‌توانید به راحتی سیاست‌های Rate Limiting را روی مسیرهای خاص پیاده‌سازی کنید.

3. استفاده از Polly برای Rate Limiting

اگرچه Polly بیشتر برای Retry، Circuit Breaker و Timeout معروف است، ولی می‌توانید از آن برای ایجاد محدودیت‌های سفارشی نیز استفاده کنید. برای مثال، با استفاده از PolicyWrap می‌توانید سیاست‌های تأخیر یا رد کردن درخواست‌های زیاد را پیاده کنید.

4. استفاده از Redis برای Rate Limiting توزیع‌شده

در سیستم‌هایی که چند سرور دارند، پیاده‌سازی Rate Limiting محلی کفایت نمی‌کند. در این حالت، استفاده از Redis به عنوان یک بانک مرکزی برای شمارش درخواست‌ها راه‌حل مناسبی است. با استفاده از Lua Script در Redis می‌توان منطق Token Bucket یا Sliding Window را پیاده‌سازی کرد.

نکات مهم در پیاده‌سازی Rate Limiting

✅ استثنا قائل شوید

برخی مسیرها مانند صفحات لاگین یا عملیات پرداخت باید با حساسیت بالاتری کنترل شوند. امکان تعریف سیاست‌های مختلف برای مسیرهای مختلف ضروری است.

✅ پاسخ مناسب بدهید

در صورت رد درخواست‌ها، بهتر است کد HTTP مناسب مانند 429 همراه با پیام خطای مشخص بازگردانده شود. همچنین می‌توانید از Headerهایی مانند Retry-After استفاده کنید.

✅ مانیتورینگ را فراموش نکنید

همیشه باید وضعیت اجرای Rate Limiter را از طریق ابزارهایی مثل Application Insights یا ELK مانیتور کنید تا رفتار کاربران و میزان بار به‌درستی تحلیل شود.

Rate Limiter یکی از کلیدی‌ترین استراتژی‌ها برای ایجاد نرم‌افزارهایی مقاوم، پایدار و باکیفیت است. با استفاده صحیح از الگوریتم‌ها و ابزارهای قدرتمند در دات‌نت، می‌توانید عملکرد اپلیکیشن خود را در برابر حملات، بار زیاد یا سوءاستفاده‌ها حفظ کرده و تجربه کاربری بهتری ارائه دهید.

اگر می‌خواهید این مباحث را به‌صورت عملی و حرفه‌ای یاد بگیرید، ما یک دوره تخصصی برای شما آماده کرده‌ایم:

🎓 دوره افزایش تاب‌آوری با Polly
در این دوره، نه‌تنها با استراتژی‌هایی مثل Rate Limiter، بلکه با ابزارهای حرفه‌ای مانند Polly برای پیاده‌سازی Retry، Timeout، Circuit Breaker و ... به‌صورت کامل و کاربردی آشنا می‌شوید. همین حالا به جمع توسعه‌دهندگان حرفه‌ای بپیوندید!

👉 مشاهده جزئیات و ثبت‌نام در دوره

🎯 اگر این مقاله برایتان مفید بود، لطفاً آن را با دوستان برنامه‌نویس خود به اشتراک بگذارید یا نظرتان را پایین همین صفحه بنویسید!