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來源：c1n.cn/lGL6r

背景
傳統(tǒng) Session 機(jī)制及身份認(rèn)證方案
- Cookie 與服務(wù)器的交互
- 服務(wù)器端的 session 的機(jī)制
- 基于 session 的身份認(rèn)證流程
集群環(huán)境下的 Session 困境及解決方案
- Session 共享方案
多服務(wù)下的登陸困境及 SSO 方案
- SSO 的產(chǎn)生背景
- SSO 的底層原理 CAS

背景

最近開發(fā)新產(chǎn)品，然后老板說我們現(xiàn)在系統(tǒng)太多了，每次切換系統(tǒng)登錄太麻煩了，能不能做個(gè)優(yōu)化，同一賬號(hào)互通掉。作為一個(gè)資深架構(gòu)獅，老板的要求肯定要滿足，安排！

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一個(gè)公司產(chǎn)品矩陣比較豐富的時(shí)候，用戶在不同系統(tǒng)之間來回切換，固然對(duì)產(chǎn)品用戶體驗(yàn)上較差，并且增加用戶密碼管理成本。

也沒有很好地利用內(nèi)部流量進(jìn)行用戶打通，并且每個(gè)產(chǎn)品的獨(dú)立體系會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品安全度下降。

因此實(shí)現(xiàn)集團(tuán)產(chǎn)品的單點(diǎn)登錄對(duì)用戶使用體驗(yàn)以及效率提升有很大的幫助。那么如何實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一認(rèn)證呢？我們先了解一下傳統(tǒng)的身份驗(yàn)證方式。

傳統(tǒng) Session 機(jī)制及身份認(rèn)證方案

Cookie 與服務(wù)器的交互

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眾所周知，http 是無狀態(tài)的協(xié)議，因此客戶每次通過瀏覽器訪問 web。

頁面，請(qǐng)求到服務(wù)端時(shí)，服務(wù)器都會(huì)新建線程，打開新的會(huì)話，而且服務(wù)器也不會(huì)自動(dòng)維護(hù)客戶的上下文信息。

比如我們現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)一個(gè)電商內(nèi)的購物車功能，要怎么才能知道哪些購物車請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的是來自同一個(gè)客戶的請(qǐng)求呢？

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因此出現(xiàn)了 session 這個(gè)概念，session 就是一種保存上下文信息的機(jī)制，他是面向用戶的，每一個(gè) SessionID 對(duì)應(yīng)著一個(gè)用戶，并且保存在服務(wù)端中。

session 主要以 cookie 或 URL 重寫為基礎(chǔ)的來實(shí)現(xiàn)的，默認(rèn)使用 cookie 來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)造一個(gè)名為 JSESSIONID 的變量輸出到 cookie 中。

JSESSIONID 是存儲(chǔ)于瀏覽器內(nèi)存中的，并不是寫到硬盤上的，如果我們把瀏覽器的cookie 禁止，則 web 服務(wù)器會(huì)采用 URL 重寫的方式傳遞 Sessionid，我們就可以在地址欄看到 sessionid=KWJHUG6JJM65HS2K6 之類的字符串。

通常 JSESSIONID 是不能跨窗口使用的，當(dāng)你新開了一個(gè)瀏覽器窗口進(jìn)入相同頁面時(shí)，系統(tǒng)會(huì)賦予你一個(gè)新的 sessionid，這樣我們信息共享的目的就達(dá)不到了。

服務(wù)器端的 session 的機(jī)制

當(dāng)服務(wù)端收到客戶端的請(qǐng)求時(shí)候，首先判斷請(qǐng)求里是否包含了 JSESSIONID 的 sessionId，如果存在說明已經(jīng)創(chuàng)建過了，直接從內(nèi)存中拿出來使用，如果查詢不到，說明是無效的。

如果客戶請(qǐng)求不包含 sessionid，則為此客戶創(chuàng)建一個(gè) session 并且生成一個(gè)與此 session 相關(guān)聯(lián)的 sessionid，這個(gè) sessionid 將在本次響應(yīng)中返回給客戶端保存。

對(duì)每次 http 請(qǐng)求，都經(jīng)歷以下步驟處理：

服務(wù)端首先查找對(duì)應(yīng)的 cookie 的值（sessionid）。
根據(jù) sessionid，從服務(wù)器端 session 存儲(chǔ)中獲取對(duì)應(yīng) id 的 session 數(shù)據(jù)，進(jìn)行返回。
如果找不到 sessionid，服務(wù)器端就創(chuàng)建 session，生成 sessionid 對(duì)應(yīng)的 cookie，寫入到響應(yīng)頭中。

session 是由服務(wù)端生成的，并且以散列表的形式保存在內(nèi)存中。

基于 session 的身份認(rèn)證流程

基于 seesion 的身份認(rèn)證主要流程如下：

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因?yàn)?http 請(qǐng)求是無狀態(tài)請(qǐng)求，所以在 Web 領(lǐng)域，大部分都是通過這種方式解決。但是這么做有什么問題呢？我們接著看。

集群環(huán)境下的 Session 困境及解決方案

隨著技術(shù)的發(fā)展，用戶流量增大，單個(gè)服務(wù)器已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)的需要了，分布式架構(gòu)開始流行。

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通常都會(huì)把系統(tǒng)部署在多臺(tái)服務(wù)器上，通過負(fù)載均衡把請(qǐng)求分發(fā)到其中的一臺(tái)服務(wù)器上，這樣很可能同一個(gè)用戶的請(qǐng)求被分發(fā)到不同的服務(wù)器上。

因?yàn)?session 是保存在服務(wù)器上的，那么很有可能第一次請(qǐng)求訪問的 A 服務(wù)器，創(chuàng)建了 session，但是第二次訪問到了 B 服務(wù)器，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)取不到 session 的情況。

我們知道，Session 一般是用來存會(huì)話全局的用戶信息（不僅僅是登陸方面的問題），用來簡化/加速后續(xù)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。

傳統(tǒng)的 session 由服務(wù)器端生成并存儲(chǔ)，當(dāng)應(yīng)用進(jìn)行分布式集群部署的時(shí)候，如何保證不同服務(wù)器上 session 信息能夠共享呢？

Session 共享方案

Session 共享一般有兩種思路：

session 復(fù)制
session 集中存儲(chǔ)

①session 復(fù)制

session 復(fù)制即將不同服務(wù)器上 session 數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，用戶登錄，修改，注銷時(shí)，將 session 信息同時(shí)也復(fù)制到其他機(jī)器上面去。

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這種實(shí)現(xiàn)的問題就是實(shí)現(xiàn)成本高，維護(hù)難度大，并且會(huì)存在延遲登問題。

②session 集中存儲(chǔ)

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集中存儲(chǔ)就是將獲取 session 單獨(dú)放在一個(gè)服務(wù)中進(jìn)行存儲(chǔ)，所有獲取 session 的統(tǒng)一來這個(gè)服務(wù)中去取。

這樣就避免了同步和維護(hù)多套 session 的問題。一般我們都是使用 redis 進(jìn)行集中式存儲(chǔ) session。

多服務(wù)下的登陸困境及 SSO 方案

SSO 的產(chǎn)生背景

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如果企業(yè)做大了之后，一般都有很多的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)為其提供相應(yīng)的管理和 IT 服務(wù)，按照傳統(tǒng)的驗(yàn)證方式訪問多系統(tǒng)，每個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)都會(huì)有自己的安全體系和身份認(rèn)證系統(tǒng)。

進(jìn)入每個(gè)系統(tǒng)都需要進(jìn)行登錄，獲取 session，再通過 session 訪問對(duì)應(yīng)系統(tǒng)資源。

這樣的局面不僅給管理上帶來了很大的困難，對(duì)客戶來說也極不友好，那么如何讓客戶只需登陸一次，就可以進(jìn)入多個(gè)系統(tǒng)，而不需要重新登錄呢？

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“單點(diǎn)登錄”就是專為解決此類問題的。其大致思想流程如下：通過一個(gè) ticket 進(jìn)行串接各系統(tǒng)間的用戶信息。

SSO 的底層原理 CAS

①CAS 實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄流程

我們知道對(duì)于完全不同域名的系統(tǒng)，cookie 是無法跨域名共享的，因此 sessionId 在頁面端也無法共享，因此需要實(shí)現(xiàn)單店登錄，就需要啟用一個(gè)專門用來登錄的域名如（ouath.com）來提供所有系統(tǒng)的 sessionId。

當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)被打開時(shí)，借助中心授權(quán)系統(tǒng)進(jìn)行登錄，整體流程如下：

當(dāng) b.com 打開時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己未登陸，于是跳轉(zhuǎn)到 ouath.com 去登陸
ouath.com 登陸頁面被打開，用戶輸入帳戶/密碼登陸成功
ouath.com 登陸成功，種 cookie 到 ouath.com 域名下
把 sessionid 放入后臺(tái) redis，存放<ticket，sesssionid>數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后頁面重定向到 A 系統(tǒng)
當(dāng) b.com 重新被打開，發(fā)現(xiàn)仍然是未登陸，但是有了一個(gè) ticket 值
當(dāng) b.com 用 ticket 值，到 redis 里查到 sessionid，并做 session 同步，然后種 cookie 給自己，頁面原地重定向
當(dāng) b.com 打開自己頁面，此時(shí)有了 cookie，后臺(tái)校驗(yàn)登陸狀態(tài)，成功

整個(gè)交互流程圖如下：

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②單點(diǎn)登錄流程演示

CAS 登錄服務(wù) demo 核心代碼如下：

用戶實(shí)體類：

      
      public class UserForm implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 1L;

private String username;
private String password;
private String backurl;

public String getUsername() {
    return username;
}

public void setUsername(String username) {
    this.username = username;
}

public String getPassword() {
    return password;
}

public void setPassword(String password) {
    this.password = password;
}

public String getBackurl() {
    return backurl;
}

public void setBackurl(String backurl) {
    this.backurl = backurl;
}

}

登錄控制器：

      
      @Controller
public class IndexController {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

@GetMapping("/toLogin")
public String toLogin(Model model,HttpServletRequest request) {
    Object userInfo = request.getSession().getAttribute(LoginFilter.USER_INFO);
    //不為空，則是已登陸狀態(tài)
    if (null != userInfo){
        String ticket = UUID.randomUUID().toString();
        redisTemplate.opsForValue().set(ticket,userInfo,2, TimeUnit.SECONDS);
        return "redirect:"+request.getParameter("url")+"?ticket="+ticket;
    }
    UserForm user = new UserForm();
    user.setUsername("laowang");
    user.setPassword("laowang");
    user.setBackurl(request.getParameter("url"));
    model.addAttribute("user", user);

    return "login";
}

@PostMapping("/login")
public void login(@ModelAttribute UserForm user,HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException {
    System.out.println("backurl:"+user.getBackurl());
    request.getSession().setAttribute(LoginFilter.USER_INFO,user);

    //登陸成功，創(chuàng)建用戶信息票據(jù)
    String ticket = UUID.randomUUID().toString();
    redisTemplate.opsForValue().set(ticket,user,20, TimeUnit.SECONDS);
    //重定向，回原url  ---a.com
    if (null == user.getBackurl() || user.getBackurl().length()==0){
        response.sendRedirect("/index");
    } else {
        response.sendRedirect(user.getBackurl()+"?ticket="+ticket);
    }
}

@GetMapping("/index")
public ModelAndView index(HttpServletRequest request) {
    ModelAndView modelAndView = new ModelAndView();
    Object user = request.getSession().getAttribute(LoginFilter.USER_INFO);
    UserForm userInfo = (UserForm) user;
    modelAndView.setViewName("index");
    modelAndView.addObject("user", userInfo);
    request.getSession().setAttribute("test","123");
    return modelAndView;
}
}

登錄過濾器：

      
      public class LoginFilter implements Filter {
    public static final String USER_INFO = "user";
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

}

@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest,
                     ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain)
        throws IOException, ServletException {

    HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
     HttpServletResponse response = (HttpServletResponse)servletResponse;

    Object userInfo = request.getSession().getAttribute(USER_INFO);;

    //如果未登陸，則拒絕請(qǐng)求，轉(zhuǎn)向登陸頁面
    String requestUrl = request.getServletPath();
    if (!"/toLogin".equals(requestUrl)//不是登陸頁面
            &amp;&amp; !requestUrl.startsWith("/login")//不是去登陸
            &amp;&amp; null == userInfo) {//不是登陸狀態(tài)

        request.getRequestDispatcher("/toLogin").forward(request,response);
        return ;
    }

    filterChain.doFilter(request,servletResponse);
}

@Override
public void destroy() {

}
}

配置過濾器：

      
      @Configuration
public class LoginConfig {

//配置filter生效
@Bean
public FilterRegistrationBean sessionFilterRegistration() {

    FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();
    registration.setFilter(new LoginFilter());
    registration.addUrlPatterns("/*");
    registration.addInitParameter("paramName", "paramValue");
    registration.setName("sessionFilter");
    registration.setOrder(1);
    return registration;
}
}

登錄頁面：

      
      <!DOCTYPE HTML>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <title>enjoy login</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
</head>
<body>
<div text-align="center">
    <h1>請(qǐng)登陸</h1>
    <form action="#" th:action="@{/login}" th:object="${user}" method="post">
        <p>用戶名: <input type="text" th:field="*{username}" /></p>
        <p>密  碼: <input type="text" th:field="*{password}" /></p>
        <p><input type="submit" value="Submit" /> <input type="reset" value="Reset" /></p>
        <input type="text" th:field="*{backurl}" hidden="hidden" />
    </form>
</div>


</body>
</html>

web 系統(tǒng) demo 核心代碼如下：

過濾器：

      
      public class SSOFilter implements Filter {
    private RedisTemplate redisTemplate;

public static final String USER_INFO = "user";

public SSOFilter(RedisTemplate redisTemplate){
    this.redisTemplate = redisTemplate;
}
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

}

@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest,
                     ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain)
        throws IOException, ServletException {

    HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
    HttpServletResponse response = (HttpServletResponse)servletResponse;

    Object userInfo = request.getSession().getAttribute(USER_INFO);;

    //如果未登陸，則拒絕請(qǐng)求，轉(zhuǎn)向登陸頁面
    String requestUrl = request.getServletPath();
    if (!"/toLogin".equals(requestUrl)//不是登陸頁面
            &amp;&amp; !requestUrl.startsWith("/login")//不是去登陸
            &amp;&amp; null == userInfo) {//不是登陸狀態(tài)

        String ticket = request.getParameter("ticket");
        //有票據(jù),則使用票據(jù)去嘗試拿取用戶信息
        if (null != ticket){
            userInfo = redisTemplate.opsForValue().get(ticket);
        }
        //無法得到用戶信息，則去登陸頁面
        if (null == userInfo){
            response.sendRedirect("http://127.0.0.1:8080/toLogin?url="+request.getRequestURL().toString());
            return ;
        }

        /**
         * 將用戶信息，加載進(jìn)session中
         */
        UserForm user = (UserForm) userInfo;
        request.getSession().setAttribute(SSOFilter.USER_INFO,user);
        redisTemplate.delete(ticket);
    }

    filterChain.doFilter(request,servletResponse);
}

@Override
public void destroy() {

}
}

控制器：

      
      @Controller
public class IndexController {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

@GetMapping("/index")
public ModelAndView index(HttpServletRequest request) {
    ModelAndView modelAndView = new ModelAndView();
    Object userInfo = request.getSession().getAttribute(SSOFilter.USER_INFO);
    UserForm user = (UserForm) userInfo;
    modelAndView.setViewName("index");
    modelAndView.addObject("user", user);

    request.getSession().setAttribute("test","123");
    return modelAndView;
}
}

首頁：

      
      <!DOCTYPE HTML>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <title>enjoy index</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
</head>
<body>
<div th:object="${user}">
    <h1>cas-website：歡迎你"></h1>
</div>
</body>
</html>

③CAS 的單點(diǎn)登錄和 OAuth2 的區(qū)別

OAuth2： 三方授權(quán)協(xié)議，允許用戶在不提供賬號(hào)密碼的情況下，通過信任的應(yīng)用進(jìn)行授權(quán)，使其客戶端可以訪問權(quán)限范圍內(nèi)的資源。

CAS： 中央認(rèn)證服務(wù)（Central Authentication Service），一個(gè)基于 Kerberos 票據(jù)方式實(shí)現(xiàn) SSO 單點(diǎn)登錄的框架，為 Web 應(yīng)用系統(tǒng)提供一種可靠的單點(diǎn)登錄解決方法（屬于 Web SSO ）。

CAS 的單點(diǎn)登錄時(shí)保障客戶端的用戶資源的安全；OAuth2 則是保障服務(wù)端的用戶資源的安全。

CAS 客戶端要獲取的最終信息是，這個(gè)用戶到底有沒有權(quán)限訪問我（CAS 客戶端）的資源；OAuth2 獲取的最終信息是，我（oauth2 服務(wù)提供方）的用戶的資源到底能不能讓你（oauth2 的客戶端）訪問。

因此，需要統(tǒng)一的賬號(hào)密碼進(jìn)行身份認(rèn)證，用 CAS；需要授權(quán)第三方服務(wù)使用我方資源，使用 OAuth2。

好了，不知道大家對(duì) SSO 是否有了更深刻的理解，歡迎留言。

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大廠多個(gè)系統(tǒng)賬號(hào)是如何互通的?

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