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一、单系统登录机制
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一、单系统登录机制
1、http无状态协议 web应用采用browser/server架构http作为通信协议。http是无状态协议浏览器的每一次请求服务器会独立处理不与之前或之后的请求产生关联这个过程用下图说明三次请求/响应对之间没有任何联系 但这也同时意味着任何用户都能通过浏览器访问服务器资源如果想保护服务器的某些资源必须限制浏览器请求要限制浏览器请求必须鉴别浏览器请求响应合法请求忽略非法请求要鉴别浏览器请求必须清楚浏览器请求状态。既然http协议无状态那就让服务器和浏览器共同维护一个状态吧这就是会话机制
2、会话机制 浏览器第一次请求服务器服务器创建一个会话并将会话的id作为响应的一部分发送给浏览器浏览器存储会话id并在后续第二次和第三次请求中带上会话id服务器取得请求中的会话id就知道是不是同一个用户了这个过程用下图说明后续请求与第一次请求产生了关联 服务器在内存中保存会话对象浏览器怎么保存会话id呢你可能会想到两种方式
请求参数cookie将会话id作为每一个请求的参数服务器接收请求自然能解析参数获得会话id并借此判断是否来自同一会话很明显这种方式不靠谱。那就浏览器自己来维护这个会话id吧每次发送http请求时浏览器自动发送会话idcookie机制正好用来做这件事。cookie是浏览器用来存储少量数据的一种机制数据以”key/value“形式存储浏览器发送http请求时自动附带cookie信息 tomcat会话机制当然也实现了cookie访问tomcat服务器时浏览器中可以看到一个名为“JSESSIONID”的cookie这就是tomcat会话机制维护的会话id使用了cookie的请求响应过程如下图 3、登录状态 有了会话机制登录状态就好明白了我们假设浏览器第一次请求服务器需要输入用户名与密码验证身份服务器拿到用户名密码去数据库比对正确的话说明当前持有这个会话的用户是合法用户应该将这个会话标记为“已授权”或者“已登录”等等之类的状态既然是会话的状态自然要保存在会话对象中tomcat在会话对象中设置登录状态如下 1 2 HttpSession session request.getSession(); session.setAttribute(isLogin, true); 用户再次访问时tomcat在会话对象中查看登录状态 1 2 HttpSession session request.getSession(); session.getAttribute(isLogin); 实现了登录状态的浏览器请求服务器模型如下图描述 每次请求受保护资源时都会检查会话对象中的登录状态只有 isLogintrue 的会话才能访问登录机制因此而实现。
二、多系统的复杂性 web系统早已从久远的单系统发展成为如今由多系统组成的应用群面对如此众多的系统用户难道要一个一个登录、然后一个一个注销吗就像下图描述的这样 web系统由单系统发展成多系统组成的应用群复杂性应该由系统内部承担而不是用户。无论web系统内部多么复杂对用户而言都是一个统一的整体也就是说用户访问web系统的整个应用群与访问单个系统一样登录/注销只要一次就够了 虽然单系统的登录解决方案很完美但对于多系统应用群已经不再适用了为什么呢 单系统登录解决方案的核心是cookiecookie携带会话id在浏览器与服务器之间维护会话状态。但cookie是有限制的这个限制就是cookie的域通常对应网站的域名浏览器发送http请求时会自动携带与该域匹配的cookie而不是所有cookie 既然这样为什么不将web应用群中所有子系统的域名统一在一个顶级域名下例如“*.baidu.com”然后将它们的cookie域设置为“baidu.com”这种做法理论上是可以的甚至早期很多多系统登录就采用这种同域名共享cookie的方式。 然而可行并不代表好共享cookie的方式存在众多局限。首先应用群域名得统一其次应用群各系统使用的技术至少是web服务器要相同不然cookie的key值tomcat为JSESSIONID不同无法维持会话共享cookie的方式是无法实现跨语言技术平台登录的比如java、php、.net系统之间第三cookie本身不安全。 因此我们需要一种全新的登录方式来实现多系统应用群的登录这就是单点登录
三、单点登录 什么是单点登录单点登录全称Single Sign On以下简称SSO是指在多系统应用群中登录一个系统便可在其他所有系统中得到授权而无需再次登录包括单点登录与单点注销两部分
1、登录 相比于单系统登录sso需要一个独立的认证中心只有认证中心能接受用户的用户名密码等安全信息其他系统不提供登录入口只接受认证中心的间接授权。间接授权通过令牌实现sso认证中心验证用户的用户名密码没问题创建授权令牌在接下来的跳转过程中授权令牌作为参数发送给各个子系统子系统拿到令牌即得到了授权可以借此创建局部会话局部会话登录方式与单系统的登录方式相同。这个过程也就是单点登录的原理用下图说明 下面对上图简要描述
用户访问系统1的受保护资源系统1发现用户未登录跳转至sso认证中心并将自己的地址作为参数sso认证中心发现用户未登录将用户引导至登录页面用户输入用户名密码提交登录申请sso认证中心校验用户信息创建用户与sso认证中心之间的会话称为全局会话同时创建授权令牌sso认证中心带着令牌跳转会最初的请求地址系统1系统1拿到令牌去sso认证中心校验令牌是否有效sso认证中心校验令牌返回有效注册系统1系统1使用该令牌创建与用户的会话称为局部会话返回受保护资源用户访问系统2的受保护资源系统2发现用户未登录跳转至sso认证中心并将自己的地址作为参数sso认证中心发现用户已登录跳转回系统2的地址并附上令牌系统2拿到令牌去sso认证中心校验令牌是否有效sso认证中心校验令牌返回有效注册系统2系统2使用该令牌创建与用户的局部会话返回受保护资源用户登录成功之后会与sso认证中心及各个子系统建立会话用户与sso认证中心建立的会话称为全局会话用户与各个子系统建立的会话称为局部会话局部会话建立之后用户访问子系统受保护资源将不再通过sso认证中心全局会话与局部会话有如下约束关系
局部会话存在全局会话一定存在全局会话存在局部会话不一定存在全局会话销毁局部会话必须销毁你可以通过博客园、百度、csdn、淘宝等网站的登录过程加深对单点登录的理解注意观察登录过程中的跳转url与参数
2、注销 单点登录自然也要单点注销在一个子系统中注销所有子系统的会话都将被销毁用下面的图来说明 sso认证中心一直监听全局会话的状态一旦全局会话销毁监听器将通知所有注册系统执行注销操作 下面对上图简要说明
用户向系统1发起注销请求系统1根据用户与系统1建立的会话id拿到令牌向sso认证中心发起注销请求sso认证中心校验令牌有效销毁全局会话同时取出所有用此令牌注册的系统地址sso认证中心向所有注册系统发起注销请求各注册系统接收sso认证中心的注销请求销毁局部会话sso认证中心引导用户至登录页面
四、部署图 单点登录涉及sso认证中心与众子系统子系统与sso认证中心需要通信以交换令牌、校验令牌及发起注销请求因而子系统必须集成sso的客户端sso认证中心则是sso服务端整个单点登录过程实质是sso客户端与服务端通信的过程用下图描述 sso认证中心与sso客户端通信方式有多种这里以简单好用的httpClient为例web service、rpc、restful api都可以
五、实现 只是简要介绍下基于java的实现过程不提供完整源码明白了原理我相信你们可以自己实现。sso采用客户端/服务端架构我们先看sso-client与sso-server要实现的功能下面sso认证中心sso-server sso-client
拦截子系统未登录用户请求跳转至sso认证中心接收并存储sso认证中心发送的令牌与sso-server通信校验令牌的有效性建立局部会话拦截用户注销请求向sso认证中心发送注销请求接收sso认证中心发出的注销请求销毁局部会话sso-server
验证用户的登录信息创建全局会话创建授权令牌与sso-client通信发送令牌校验sso-client令牌有效性系统注册接收sso-client注销请求注销所有会话接下来我们按照原理来一步步实现sso吧
1、sso-client拦截未登录请求 java拦截请求的方式有servlet、filter、listener三种方式我们采用filter。在sso-client中新建LoginFilter.java类并实现Filter接口在doFilter()方法中加入对未登录用户的拦截 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException { HttpServletRequest req (HttpServletRequest) request; HttpServletResponse res (HttpServletResponse) response; HttpSession session req.getSession(); if (session.getAttribute(isLogin)) { chain.doFilter(request, response); return; } //跳转至sso认证中心 res.sendRedirect(sso-server-url-with-system-url); } 2、sso-server拦截未登录请求 拦截从sso-client跳转至sso认证中心的未登录请求跳转至登录页面这个过程与sso-client完全一样
3、sso-server验证用户登录信息 用户在登录页面输入用户名密码请求登录sso认证中心校验用户信息校验成功将会话状态标记为“已登录” 1 2 3 4 5 6 RequestMapping(/login) public String login(String username, String password, HttpServletRequest req) { this.checkLoginInfo(username, password); req.getSession().setAttribute(isLogin, true); return success; } 4、sso-server创建授权令牌 授权令牌是一串随机字符以什么样的方式生成都没有关系只要不重复、不易伪造即可下面是一个例子 1 String token UUID.randomUUID().toString(); 5、sso-client取得令牌并校验 sso认证中心登录后跳转回子系统并附上令牌子系统sso-client取得令牌然后去sso认证中心校验在LoginFilter.java的doFilter()中添加几行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 // 请求附带token参数 String token req.getParameter(token); if (token ! null) { // 去sso认证中心校验token boolean verifyResult this.verify(sso-server-verify-url, token); if (!verifyResult) { res.sendRedirect(sso-server-url); return; } chain.doFilter(request, response); } verify()方法使用httpClient实现这里仅简略介绍httpClient详细使用方法请参考官方文档 1 2 HttpPost httpPost new HttpPost(sso-server-verify-url-with-token); HttpResponse httpResponse httpClient.execute(httpPost); 6、sso-server接收并处理校验令牌请求 用户在sso认证中心登录成功后sso-server创建授权令牌并存储该令牌所以sso-server对令牌的校验就是去查找这个令牌是否存在以及是否过期令牌校验成功后sso-server将发送校验请求的系统注册到sso认证中心就是存储起来的意思 令牌与注册系统地址通常存储在key-value数据库如redis中redis可以为key设置有效时间也就是令牌的有效期。redis运行在内存中速度非常快正好sso-server不需要持久化任何数据。 令牌与注册系统地址可以用下图描述的结构存储在redis中可能你会问为什么要存储这些系统的地址如果不存储注销的时候就麻烦了用户向sso认证中心提交注销请求sso认证中心注销全局会话但不知道哪些系统用此全局会话建立了自己的局部会话也不知道要向哪些子系统发送注销请求注销局部会话 7、sso-client校验令牌成功创建局部会话 令牌校验成功后sso-client将当前局部会话标记为“已登录”修改LoginFilter.java添加几行 1 2 3 if (verifyResult) { session.setAttribute(isLogin, true); } sso-client还需将当前会话id与令牌绑定表示这个会话的登录状态与令牌相关此关系可以用java的hashmap保存保存的数据用来处理sso认证中心发来的注销请求
8、注销过程 用户向子系统发送带有“logout”参数的请求注销请求sso-client拦截器拦截该请求向sso认证中心发起注销请求 1 2 3 4 String logout req.getParameter(logout); if (logout ! null) { this.ssoServer.logout(token); } sso认证中心也用同样的方式识别出sso-client的请求是注销请求带有“logout”参数sso认证中心注销全局会话 1 2 3 4 5 6 7 8 RequestMapping(/logout) public String logout(HttpServletRequest req) { HttpSession session req.getSession(); if (session ! null) { session.invalidate();//触发LogoutListener } return redirect:/; } sso认证中心有一个全局会话的监听器一旦全局会话注销将通知所有注册系统注销 1 2 3 4 5 6 7 8 public class LogoutListener implements HttpSessionListener { Override public void sessionCreated(HttpSessionEvent event) {} Override public void sessionDestroyed(HttpSessionEvent event) { //通过httpClient向所有注册系统发送注销请求 } }
