Rate Limiting

Rate Limiting ist eine Sicherheits- und Kontrolltechnik in der Software- und Netzwerktechnik, die dazu dient, die Anzahl der Anfragen zu begrenzen, die ein Benutzer oder ein Dienst innerhalb eines bestimmten Zeitraums an ein System stellen darf. Dieses System kann eine API (Application Programming Interface), ein Webdienst oder eine andere Netzwerkkomponente sein. Die Praxis des Rate Limitings ist von fundamentaler Bedeutung, um sicherzustellen, dass Dienste gegen übermäßigen Gebrauch oder Missbrauch geschützt sind sowie um Stabilität und Zuverlässigkeit auch bei hohem Verkehrsaufkommen zu garantieren.

Haupttext:
Rate Limiting wird weithin eingesetzt, um zu verhindern, dass Systeme unter der Last von zu vielen gleichzeitig ausgeführten Anfragen (Traffic) zusammenbrechen. Dies kann beispielsweise bei DoS- (Denial of Service) oder DDoS- (Distributed Denial of Service) Angriffen der Fall sein, wenn Angreifer versuchen, ein System durch einen Flut von Anfragen lahmzulegen. Durch die Festlegung von Höchstgrenzen, wie viele Anfragen pro Sekunde oder Minute empfangen und verarbeitet werden können, bleibt das System auch in Hochlastzeiten funktionsfähig und zugänglich für legitime Nutzer.

Der Einsatz von Rate Limiting hat mehrere Vorteile:

1. **Sicherheit**: Rate Limiting kann missbräuchliche Verhaltensmuster erkennen und abwehren, indem es die Geschwindigkeit potenziell schädlicher Anfragen einschränkt und somit Sicherheitsverletzungen erschwert.

2. **Verfügbarkeit**: Durch Begrenzung des Traffics wird vermieden, dass legitime Benutzer durch die übermäßige Beanspruchung von Ressourcen durch einzelne Nutzer oder bei Angriffen beeinträchtigt werden.

3. **Performance**: Ein gleichmäßiger Fluss von Anfragen sichert eine stabile Leistung der Server, indem er verhindert, dass Ressourcen überlastet werden und Systemengpässe entstehen.

4. **Kostenkontrolle**: Insbesondere bei Cloud-Dienstleistern können Betreiber von APIs und Webdiensten durch Rate Limiting die Nutzung der Infrastruktur kontrollieren und damit verbundene Kosten im Griff behalten.

Für die Implementierung von Rate Limiting gibt es verschiedene Ansätze und Algorithmen:

- **Token Bucket**: Dieser Ansatz füllt einen "Eimer" mit Token basierend auf der Zeit. Für jede Anfrage wird ein Token entfernt. Ist der Eimer leer, werden keine weiteren Anfragen zugelassen, bis neue Token hinzugefügt werden.
 
- **Leaky Bucket**: Hierbei werden Anfragen in einer Warteschlange gesammelt und mit einer gleichmäßigen Rate abgearbeitet. Überschüssige Anfragen, die über die festgelegte Rate hinausgehen, werden verworfen oder blockiert.

- **Fixed Window**: Bei diesem Ansatz wird ein festes Zeitfenster gesetzt (z.B. eine Minute), innerhalb dessen eine bestimmte Anzahl von Anfragen erlaubt ist. Wird das Limit innerhalb dieses Fensters erreicht, werden weitere Anfragen erst im nächsten Fenster erlaubt.

- **Sliding Log**: Hierbei wird die Anzahl der Anfragen über ein gleitendes Fenster, also einen kontinuierlich bewegten Zeitraum, überprüft und begrenzt, was eine noch feinere Regulation ermöglicht.

Zusammenfassend ist Rate Limiting eine entscheidende Technik, um die Integrität und Zuverlässigkeit von Software-Anwendungen zu bewahren. Sie schützt vor Überlastung und hilft, ein gleichbleibend gutes Benutzererlebnis zu bieten. Da Dienste weiterhin skalieren und Cyberbedrohungen zunehmen, wird das Rate Limiting weiterhin ein integraler Bestandteil der API- und Web-Dienstverwaltung bleiben.