Doelen voor de Multi-tier API Rate Limiting Strategie 1. Balans in belasting: Vermijden dat serverbelasting onnodig toeneemt door overmatige verzoeken, vooral van gebruikers met lagere niveaus. 2. Beveiliging en bescherming van gevoelige data: Zorgen dat kritieke endpoints (zoals Admin functies) beschermd worden tegen overmatig gebruik en mogelijke aanvallen. 3. Gebruikerservaring verbeteren: Zorgen voor eerlijke toegang en voorkomen dat één gebruiker of groep de service overbelast, waardoor alle gebruikers een consistente ervaring hebben. 4. Flexibiliteit en schaalbaarheid: Mogelijkheid om limieten aan te passen op basis van serviceniveau en endpointgevoeligheid. 5. Transparantie en communicatie: Gebruikers informeren over hun limieten en gebruik om verrassingen te voorkomen. Gedetailleerd Plan en Technische Aanbevelingen A. Structuur van de Rate Limiting Strategie 1. Multi-tier benadering: - Serviceniveau gebaseerde limieten (Gratis, Premium, Enterprise) - Endpointgevoeligheid gebaseerde beperkingen (Publieke data, Gebruikersdata, Admin functies) 2. Per gebruiker of IP-adres limieten: - Identificeer gebruikers via API-sleutels of authenticatie tokens 3. Per endpoint limieten: - Verschillende limieten afhankelijk van de gevoeligheid van de data B. Technische Aanbevelingen 1. Implementatie van een Rate Limiting Middleware - Gebruik bijvoorbeeld Redis als in-memory datastore voor snelle counters - Middleware controleert bij elk verzoek: - Gebruiker identificatie - Endpoint type - Serviceniveau van gebruiker 2. Limietregels definiëren - Bijvoorbeeld: - Gratis + Publieke data: 1000 verzoeken/dag - Gratis + Gebruikersdata: 500 verzoeken/dag - Gratis + Admin: 100 verzoeken/dag - Premium + Publieke data: 10.000 verzoeken/dag - Premium + Gebruikersdata: 8000 verzoeken/dag - Premium + Admin: 2000 verzoeken/dag - Enterprise + alle endpoints: 100.000 verzoeken/dag (aanpasbaar) 3. Gecombineerde limieten - Als een gebruiker meerdere limieten bereikt, wordt de laagste limiet toegepast 4. Adaptieve limieten en alerts - Monitor gebruik en pas limieten aan indien nodig - Verstuur waarschuwingen bij dicht bij limiet komen C. Implementatievoorbeeld ```python # Pseudo code voor rate limiting middleware def rate_limit_check(request): user_id = request.headers.get('X-API-KEY') endpoint_type = determine_endpoint_type(request.path) service_level = get_service_level(user_id) current_day = get_current_date() # Bepaal limiet op basis van service level en endpoint limit = get_limit(service_level, endpoint_type) # Retrieve huidige counter uit Redis counter_key = f"{user_id}:{current_day}:{endpoint_type}" current_count = redis.get(counter_key) or 0 if current_count >= limit: return response(status=429, message="Rate limit exceeded") else: redis.incr(counter_key) redis.expire(counter_key, 86400) # 1 dag in seconden return proceed(request) ``` D. Mogelijke Uitdagingen 1. Nauwkeurigheid van identificatie: - Correct bepalen van gebruiker en endpointtype 2. Overhead en latency: - Extra controles kunnen de responsetijd beïnvloeden 3. Dynamische aanpassing: - Limieten aanpassen op basis van verkeer of prestatie 4. Beveiliging: - API-sleutels beveiligen tegen misbruik 5. Overbelasting van datastore: - Redis of andere cache moet hoge belasting aankunnen 6. Fairness en gebruikerservaring: - Balans vinden tussen bescherming en gebruikersgemak E. Aanvullende Overwegingen - Implementatie van burst capacity (bijvoorbeeld korte perioden hogere limieten) - Gebruikers notificaties bij naderende limieten - Logging en analytics voor inzicht in gebruikspatronen - Integratie met API Gateway of reverse proxy voor schaalbaarheid Samenvatting Door een gelaagde rate limiting strategie te implementeren die rekening houdt met serviceniveau en endpointgevoeligheid, bereik je een optimale balans tussen belastingbeheer, beveiliging en gebruikerservaring. Het gebruik van snelle in-memory datastores zoals Redis, gecombineerd met flexibele limietregels en monitoring, zorgt voor een schaalbare en effectieve oplossing.

Zeker, hier is een gedetailleerd ontwerp voor een multi-tier API rate limiting strategie volgens jouw specificaties, volledig in het Nederlands. ### Belangrijkste Doelen van de Strategie 1. **Beveiliging:** Bescherming tegen DDoS-aanvallen, brute kracht pogingen en misbruik van de API, met name voor gevoelige endpoints. 2. **Betere Gebruikerservaring (QoS):** Zorgen dat betalende gebruikers (Premium, Enterprise) consistente en betrouwbare prestaties ervaren, zelfs tijdens piekbelasting. Het gratis niveau wordt beschermd tegen overmatig gebruik door anderen, maar heeft lagere prioriteit. 3. **Kostenbeheersing & Resource Balans:** Voorkomen dat onbeperkt gebruik van één gebruiker de API-infrastructuur overbelast en onnodige schaalkosten veroorzaakt. 4. **Commerciële Waarde:** Het serviceniveau (SLA) direct koppelen aan de prijs, wat een duidelijke upgrade-prikkel creëert voor gratis gebruikers. --- ### Gedetailleerd Plan & Technische Aanbevelingen Dit plan combineert **gebruikersniveau (tier)** limieten met **endpointgevoeligheid** limieten voor een gelaagde verdediging. #### 1. Architectuur Keuze: Gelaagde Rate Limiting We implementeren twee lagen van rate limiting: * **Laag 1: Globale Tier-limiet (Dagelijks)** Dit is de algemene "budget"limiet per gebruiker/account, gebaseerd op hun serviceniveau (1000, 10k, 100k/dag). * **Laag 2: Endpoint-specifieke limieten (Per Minuut/Uur)** Dit zijn fijnmazigere limieten om misbruik van specifieke endpoints tegen te gaan en de belasting te spreiden. #### 2. Identificatie van Gebruikers Elk API-verzoek moet worden geïdentificeerd. De beste praktijk is het gebruik van **API-sleutels**. * Elke ontwikkelaar/gebruiker registreert zich en ontvangt een unieke API-sleutel. * Deze sleutel wordt in de HTTP-header van elk verzoek meegestuurd (bijv. `Authorization: Bearer <api_sleutel>` of `X-API-Key: <api_sleutel>`). * Jouw backend koppelt de sleutel aan een specifiek serviceniveau (Gratis, Premium, Enterprise). #### 3. Definitie van Rate Limits Hier is een voorstelstabel voor de limieten: | Serviceniveau | Globale Daglimiet | Endpoint Groep | Limiet (Per Minuut) | Limiet (Per Uur) | | :------------ | :---------------- | :------------- | :------------------ | :--------------- | | **Gratis** | 1000 / dag | Publieke Data | 60 | 300 | | | | Gebruikersdata | 30 | 150 | | | | Admin Functies | 0 (geen toegang) | 0 (geen toegang) | | **Premium** | 10.000 / dag | Publieke Data | 300 | 2000 | | | | Gebruikersdata | 150 | 1000 | | | | Admin Functies | 10 | 50 | | **Enterprise**| 100.000 / dag | Publieke Data | 1000 | 10.000 | | | | Gebruikersdata | 500 | 5000 | | | | Admin Functies | 100 | 1000 | **Toelichting:** * De **daglimiet** is een "harde" limiet. Als deze is bereikt, worden alle verzoeken geweigerd tot de volgende dag (midnight UTC). * De **minuut/uur limieten** zijn "burst" limieten. Ze voorkomen dat een gebruiker in korte tijd het systeem overbelast. Een Gratis gebruiker kan bijvoorbeeld niet 150 verzoeken naar Gebruikersdata in 2 minuten sturen. #### 4. Technische Implementatie **Aanbevolen Aanpak: Gebruik een Reverse Proxy (bijv. Nginx) of een API Gateway (bijv. Kong, AWS API Gateway)** Dit is efficiënter dan rate limiting in je applicatielogica, omdat het verzoeken kan afwijzen voordat ze je kostbare backend bereiken. **Voorbeeld met Nginx en `ngx_http_limit_req_module`:** 1. **Maak limietzones aan** in je `nginx.conf` voor de verschillende buckets. ```nginx http { # Definieer limietzones voor DAG limieten (aangenomen: 1 dag = 86400 seconden) limit_req_zone $api_key zone=tier_free_daily:10m rate=1000r/d; limit_req_zone $api_key zone=tier_premium_daily:10m rate=10000r/d; limit_req_zone $api_key zone=tier_enterprise_daily:10m rate=100000r/d; # Definieer limietzones voor ENDPOINT limieten (per minuut) limit_req_zone $api_key $endpoint_sensitivity zone=ep_public_minute:10m rate=60r/m; limit_req_zone $api_key $endpoint_sensitivity zone=ep_user_minute:10m rate=30r/m; # ... en zo verder voor alle combinaties } ``` * `$api_key` is een variabele die je moet vullen met de API-sleutel uit de header. * `$endpoint_sensitivity` is een variabele die je moet vullen op basis van het request path (bijv. "public", "user", "admin"). 2. **Toepassen van de regels** in je `server` of `location` blok. ```nginx server { listen 443 ssl; # Locatie voor "Gebruikersdata" endpoints location /api/user/ { # Eerst: Controleer de juiste DAGlimiet op basis van tier (bijv. via een $limit_zone variabele) set $user_tier_daily_limit "tier_free_daily"; # Dit zou dynamisch moeten uit een DB komen limit_req zone=$user_tier_daily_limit burst=20 nodelay; # Dan: Controleer de endpointspecifieke limiet set $endpoint_sensitivity "user"; limit_req zone=ep_user_minute burst=10 nodelay; # Stuur het verzoek door naar je backend applicatie proxy_pass http://backend_app; } # Locatie voor "Admin" endpoints location /api/admin/ { # ... soortgelijke logica, maar met strengere limieten auth_basic "Administratie"; auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd; # Extra beveiliging set $user_tier_daily_limit "tier_premium_daily"; limit_req zone=$user_tier_daily_limit burst=20 nodelay; set $endpoint_sensitivity "admin"; limit_req zone=ep_admin_minute burst=5 nodelay; proxy_pass http://backend_app; } } ``` **Uitdaging hierbij:** Nginx kan de `$user_tier_daily_limit` variabele niet eenvoudig dynamisch zetten op basis van een database lookup. Dit vereist een geavanceerdere setup, zoals de Nginx `ngx_http_lua_module` (OpenResty) of het gebruik van een dedicated API Gateway. **Aanbeveling:** Gebruik een **API Gateway** zoals **Kong**. Kong heeft ingebouwde, dynamische rate-limiting plugins die eenvoudig aan een database (bijv. PostgreSQL, Cassandra) kunnen worden gekoppeld. Je kunt dan via de Admin API de limieten per API-sleutel en endpoint instellen en wijzigen zonder de configuratie opnieuw te hoeven laden. #### 5. Response naar de Gebruiker Wanneer een limiet wordt overschreden, moet de API een duidelijke foutmelding retourneren. * **HTTP Status Code:** `429 Too Many Requests` * **Response Body (JSON):** ```json { "error": { "code": "rate_limit_exceeded", "message": "Daglijmiet overschreden. Limiet: 1000 verzoeken per dag.", "retry_after": 3600 // Seconden tot reset (optioneel, voor burst limits) } } ``` * **Headers:** Stuur altijd de volgende headers mee om de gebruiker te informeren over zijn status: * `X-RateLimit-Limit`: Het maximale aantal verzoeken in de periode (bijv. 1000). * `X-RateLimit-Remaining`: Het aantal resterende verzoeken in de periode. * `X-RateLimit-Reset`: De tijd (Unix timestamp) wanneer het limiet wordt gereset. --- ### Mogelijke Uitdagingen en Oplossingen 1. **State Management & Schaalbaarheid:** Als je meerdere API-servers (nodes) hebt, moet de rate limit state gedeeld worden. Een in-memory teller in Nginx werkt niet over meerdere servers. * **Oplossing:** Gebruik een gedeelde, snel datastore zoals **Redis** om tellers bij te houden. Zowel Nginx (via Lua) als API Gateways zoals Kong ondersteunen dit out-of-the-box. 2. **Dynamische Configuratie:** Het toewijzen van limieten aan API-sleutels en het wijzigen van limieten "on-the-fly" is complex met statische configuratiebestanden. * **Oplossing:** Gebruik een API Gateway met een database-backend of een service mesh (bijv. Istio) die dynamische configuratie toestaat. 3. **"Slag om de Middernacht":** Alle daglimieten resetten op exact hetzelfde moment (00:00 UTC) kan een piek in verkeer veroorzaken. * **Oplossing:** Overweeg om de reset-tijd voor elke gebruiker individueel te baseren op hun registratietijd (bijv. 24 uur na hun eerste verzoek van de dag). Dit vereist wel complexere logica. 4. **Prestaties Impact:** Elke rate limit check voegt latentie toe. * **Oplossing:** Zorg dat de rate limiting laag (proxy/gateway) dicht bij de gebruiker staat en geoptimaliseerde datastores gebruikt (zoals Redis). Cache de koppeling tussen API-sleutel en serviceniveau waar mogelijk. 5. **Aanpasbaarheid van Endpoint Classificatie:** Het handmatig labelen van elke endpoint is foutgevoelig. * **Oplossing:** Creëer een centraal configuratiebestand of een decorator-systeem in je codebase dat endpoints automatisch classificeert op basis van hun URL-patroon of metadata. Dit ontwerp biedt een robuuste, schaalbare en veilige basis voor jouw multi-tier API, die de belasting goed balanceert, de beveiliging verbetert en een uitstekende ervaring biedt voor je betalende gebruikers.