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

背景

最近開發(fā)新產品，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，能不能做個優(yōu)化，同一賬號互通掉。作為一個資深架構獅，老板的要求肯定要滿足，安排！

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一個公司產品矩陣比較豐富的時候，用戶在不同系統(tǒng)之間來回切換，固然對產品用戶體驗上較差，并且增加用戶密碼管理成本。

也沒有很好地利用內部流量進行用戶打通，并且每個產品的獨立體系會導致產品安全度下降。

因此實現(xiàn)集團產品的單點登錄對用戶使用體驗以及效率提升有很大的幫助。那么如何實現(xiàn)統(tǒng)一認證呢？我們先了解一下傳統(tǒng)的身份驗證方式。

傳統(tǒng) Session 機制及身份認證方案

Cookie 與服務器的交互

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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，請求到服務端時，服務器都會新建線程，打開新的會話，而且服務器也不會自動維護客戶的上下文信息。

比如我們現(xiàn)在要實現(xiàn)一個電商內的購物車功能，要怎么才能知道哪些購物車請求對應的是來自同一個客戶的請求呢？

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因此出現(xiàn)了 session 這個概念，session 就是一種保存上下文信息的機制，他是面向用戶的，每一個 SessionID 對應著一個用戶，并且保存在服務端中。

session 主要以 cookie 或 URL 重寫為基礎的來實現(xiàn)的，默認使用 cookie 來實現(xiàn)，系統(tǒng)會創(chuàng)造一個名為 JSESSIONID 的變量輸出到 cookie 中。

JSESSIONID 是存儲于瀏覽器內存中的，并不是寫到硬盤上的，如果我們把瀏覽器的cookie 禁止，則 web 服務器會采用 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，當你新開了一個瀏覽器窗口進入相同頁面時，系統(tǒng)會賦予你一個新的 sessionid，這樣我們信息共享的目的就達不到了。

服務器端的 session 的機制

當服務端收到客戶端的請求時候，首先判斷請求里是否包含了 JSESSIONID 的 sessionId，如果存在說明已經創(chuàng)建過了，直接從內存中拿出來使用，如果查詢不到，說明是無效的。

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

對每次 http 請求，都經歷以下步驟處理：

服務端首先查找對應的 cookie 的值（sessionid）。
根據 sessionid，從服務器端 session 存儲中獲取對應 id 的 session 數據，進行返回。
如果找不到 sessionid，服務器端就創(chuàng)建 session，生成 sessionid 對應的 cookie，寫入到響應頭中。

session 是由服務端生成的，并且以散列表的形式保存在內存中。

基于 session 的身份認證流程

基于 seesion 的身份認證主要流程如下：

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因為 http 請求是無狀態(tài)請求，所以在 Web 領域，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

隨著技術的發(fā)展，用戶流量增大，單個服務器已經不能滿足系統(tǒng)的需要了，分布式架構開始流行。

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通常都會把系統(tǒng)部署在多臺服務器上，通過負載均衡把請求分發(fā)到其中的一臺服務器上，這樣很可能同一個用戶的請求被分發(fā)到不同的服務器上。

因為 session 是保存在服務器上的，那么很有可能第一次請求訪問的 A 服務器，創(chuàng)建了 session，但是第二次訪問到了 B 服務器，這時就會出現(xiàn)取不到 session 的情況。

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

傳統(tǒng)的 session 由服務器端生成并存儲，當應用進行分布式集群部署的時候，如何保證不同服務器上 session 信息能夠共享呢？

Session 共享方案

Session 共享一般有兩種思路：

session 復制
session 集中存儲

①session 復制

session 復制即將不同服務器上 session 數據進行復制，用戶登錄，修改，注銷時，將 session 信息同時也復制到其他機器上面去。

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這種實現(xiàn)的問題就是實現(xiàn)成本高，維護難度大，并且會存在延遲登問題。

②session 集中存儲

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集中存儲就是將獲取 session 單獨放在一個服務中進行存儲，所有獲取 session 的統(tǒng)一來這個服務中去取。

這樣就避免了同步和維護多套 session 的問題。一般我們都是使用 redis 進行集中式存儲 session。

多服務下的登陸困境及 SSO 方案

SSO 的產生背景

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如果企業(yè)做大了之后，一般都有很多的業(yè)務支持系統(tǒng)為其提供相應的管理和 IT 服務，按照傳統(tǒng)的驗證方式訪問多系統(tǒng)，每個單獨的系統(tǒng)都會有自己的安全體系和身份認證系統(tǒng)。

進入每個系統(tǒng)都需要進行登錄，獲取 session，再通過 session 訪問對應系統(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，就可以進入多個系統(tǒng)，而不需要重新登錄呢？

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“單點登錄”就是專為解決此類問題的。其大致思想流程如下：通過一個 ticket 進行串接各系統(tǒng)間的用戶信息。大訪問量(日十億次)接口系統(tǒng)設計和實現(xiàn)

SSO 的底層原理 CAS

①CAS 實現(xiàn)單點登錄流程

我們知道對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，因此需要實現(xiàn)單店登錄，就需要啟用一個專門用來登錄的域名如（ouath.com）來提供所有系統(tǒng)的 sessionId。

當業(yè)務系統(tǒng)被打開時，借助中心授權系統(tǒng)進行登錄，整體流程如下：

當 b.com 打開時，發(fā)現(xiàn)自己未登陸，于是跳轉到 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 redis，存放<ticket，sesssionid>數據結構，然后頁面重定向到 A 系統(tǒng)
當 b.com 重新被打開，發(fā)現(xiàn)仍然是未登陸，但是有了一個 ticket 值
當 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 b.com 打開自己頁面，此時有了 cookie，后臺校驗登陸狀態(tài)，成功

整個交互流程圖如下：

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②單點登錄流程演示

CAS 登錄服務 demo 核心代碼如下：

用戶實體類：

      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
    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，則拒絕請求，轉向登陸頁面
    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，則拒絕請求，轉向登陸頁面
    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,則使用票據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 的單點登錄和 OAuth2 的區(qū)別

OAuth2： 三方授權協(xié)議，允許用戶在不提供賬號密碼的情況下，通過信任的應用進行授權，使其客戶端可以訪問權限范圍內的資源。

CAS： 中央認證服務（Central Authentication Service），一個基于 Kerberos 票據方式實現(xiàn) SSO 單點登錄的框架，為 Web 應用系統(tǒng)提供一種可靠的單點登錄解決方法（屬于 Web SSO ）。

CAS 的單點登錄時保障客戶端的用戶資源的安全；OAuth2 則是保障服務端的用戶資源的安全。

CAS 客戶端要獲取的最終信息是，這個用戶到底有沒有權限訪問我（CAS 客戶端）的資源；OAuth2 獲取的最終信息是，我（oauth2 服務提供方）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)一的賬號密碼進行身份認證，用 CAS；需要授權第三方服務使用我方資源，使用 OAuth2。

好了，不知道大家對 SSO 是否有了更深刻的理解，歡迎留言。

公司系統(tǒng)太多,能不能實現(xiàn)賬號互通?

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