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面试题:网络编程中HTTP协议在API接口设计的专家难度问题

假设要设计一个面向全球用户的复杂分布式系统的API接口,基于HTTP协议,在处理跨域请求、数据一致性以及安全性方面,需要考虑哪些关键因素,并且详细说明如何在后端进行全面的架构设计与技术选型来保障系统的稳定运行?
10.5万 热度难度
后端开发网络编程

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

跨域请求

  1. 关键因素:不同域之间的资源访问限制,浏览器的同源策略。需要确保前端能顺利访问后端API,同时防止恶意跨域访问。
  2. 架构设计与技术选型
    • CORS(跨域资源共享):在后端服务器配置允许的源(Origin),例如在Node.js的Express框架中,可以使用cors中间件。在Java Spring Boot中,可通过配置WebMvcConfigurer来设置CORS规则。
    • 反向代理:使用Nginx等反向代理服务器,在代理层配置跨域规则。例如通过add_header指令添加CORS相关头部。

数据一致性

  1. 关键因素:分布式系统中多节点数据同步问题,网络延迟、节点故障可能导致数据不一致。
  2. 架构设计与技术选型
    • 分布式事务
      • XA协议:适用于传统关系型数据库,如在Java中可使用JTA(Java Transaction API)实现基于XA协议的分布式事务,但性能开销较大。
      • TCC(Try - Confirm - Cancel)模式:适用于对性能要求高、业务逻辑可补偿的场景,如在微服务架构中可使用Seata框架实现TCC模式。
    • 数据复制与同步
      • 主从复制:常用于数据库,如MySQL的主从复制,主库处理写操作并将日志同步到从库。
      • 分布式一致性算法:如Paxos、Raft,用于在分布式节点间达成数据一致性,常用于分布式键值存储系统。

安全性

  1. 关键因素:防止数据泄露、恶意攻击,确保用户身份合法性与数据完整性。
  2. 架构设计与技术选型
    • 身份认证与授权
      • OAuth 2.0:广泛用于第三方登录场景,可使用Spring Security OAuth2等框架实现。
      • JWT(JSON Web Token):用于无状态身份验证,在后端验证JWT的签名和有效期,如在Node.js中使用jsonwebtoken库。
    • 数据加密
      • 传输层加密:使用HTTPS,配置SSL/TLS证书,可通过Let's Encrypt获取免费证书。
      • 数据存储加密:对敏感数据在存储时加密,如使用AES算法对数据库中的敏感字段加密。
    • 防止常见攻击
      • SQL注入防范:使用参数化查询,在Java JDBC中使用PreparedStatement,在Node.js中使用ORM(如Sequelize)避免直接拼接SQL语句。
      • XSS(跨站脚本攻击)防范:对用户输入进行过滤和转义,在前端使用DOMPurify库,后端在输出到前端时进行安全处理。

系统稳定运行保障

  1. 负载均衡:使用Nginx、HAProxy等进行四层或七层负载均衡,将请求均匀分配到多个后端服务器,提高系统的并发处理能力和可用性。
  2. 容错与恢复
    • 断路器模式:如在微服务架构中使用Hystrix,当某个服务出现故障时,断路器跳闸,防止故障扩散。
    • 自动重试机制:对于一些因网络瞬断等原因导致的失败请求,设置自动重试策略,如在Java中使用Spring Retry
  3. 监控与日志
    • 监控工具:使用Prometheus + Grafana进行系统指标监控,如CPU、内存、请求响应时间等。
    • 日志管理:使用ELK(Elasticsearch + Logstash + Kibana)或EFK(Elasticsearch + Fluentd + Kibana)进行日志收集、存储和分析,便于故障排查。