SpringSecurity OAuth2.0-第10章: 分布式系统以及认证方案

本文探讨了分布式系统的基本概念,包括其分布性、伸缩性和共享性特点,重点分析了基于session和token的认证方案优劣,以及在OAuth2.0框架下的统一认证流程。特别关注了token认证在移动互联网和微服务架构中的应用.

目录

一 分布式系统

1.1 分布式系统概念

1.2 分布式系统的特点

1.3 分布式认证要求

二 认证方案

2.1 基于session认证

2.2 基于token认证

2.3 基于session认证与token认证

2.4 技术方案认证

2.4.1 分布式认证流程图

一 分布式系统

1.1 分布式系统概念

软件的架构由单体结构演变为分布式架构,具有分布式架构的系统叫分布式系统。
分 布式系统的运行 通常依赖网络,它将单体结构的系统分为若干服务,服务之间通过网络交互来完成用户的业务处 理 ,当 前流行的微服务架构就是分布式系统架构:

1.2 分布式系统的特点

分布式系统具体如下基本特点:
1 分布性 每个部分都可以独立部署,服务之间交互通过网络进行通信 ,比如:订单服务、商品服务。
2 伸缩性 :每 个部分都可以集群方式部署,并可针对部分结点进行硬件及软件扩容 ,具有一定的伸缩能力。
3 、共享性:每个部分都可以作为共享资源对外提供服务,多个部分可能有操作共享资源的情况。
4 、开放性:每个部分根据需求都可以对外发 布共享资源的访问接口 ,并可允许第三方系统访问。

1.3 分布式认证要求

1.统一认证授权
2.应用接入认证

二 认证方案

2.1 基于session认证

在分布式的环境下,基于 session 的认证会出现一个问题,每个应用服务都需要在 session 中存储用户身份信息,通 过负载均衡将本地的请求分配到另一个应用服务需要将session 信息带过去,否则会重新认证。

这个时候,通常的做法有下面几种:

1.将通过ningx制定ip哈希轮询策略,将一台机器制定一直访问某台机器,session信息在这台机器进行存储。

2.在其中一台机器产生session信息后,通过复制操作,复制到其他节点上去。(如果节点过多,此方案不靠谱,有些节点还没有轮到复制,就被点到进行访问,结果上面没有session信息)

3. 将session信息集中到一台机器上进行存储,常用的有redis服务器。

总体来讲,基于 session 认证的认证方式,可以更好的在服务端对会话进行控制,且安全性较高。但是, session 机 制方式基于cookie ,在复杂多样的移动客户端上不能有效的使用,并且无法跨域,另外随着系统的扩展需提高 session的复制、黏贴及存储的容错性。

2.2 基于token认证

于token的认证方式,服务端不用存储认证数据,易维护扩展性强, 客户端可以把token 存在任意地方,并且可以实现web和app统一认证机制 。其缺点也很明显, token由于自包含信息 ,因此一般数据量较大,而且每次请求都需要传递,因此比较占带宽。另外, token的签名验签操作也会给cpu带来额外的处理负担

2.3 基于session认证与token认证

基于 session的认证方式 Servlet 规范定制, 服务端要存储session信息需要占用内存资源,客户端需要支持 cookie
基于 token的方式 则一般 不需要服务端存储token,并且不限制客户端的存储方式 。如今移动互联网时代更多类型的客户端需要接入系统,系统多是 采用前后端分离的架构进行实现,所以基token的方式更适合。

2.4 技术方案认证

2.4.1 分布式认证流程图

采用基于 token 的认证方式,它的优点是:
1 、适合统一认证的机制,客户端、一方应用、三方应用都遵循一致的认证机制。
2 token认证方式对第三方应用接入更适合,因为它更开放 ,可使用当前有流行的开放协议 Oauth2.0 JWT 等。
3 一般情况服务端无需存储会话信息,减轻了服务端的压力

流程描述:
1 )用户通过接入方(应用)登录,接入方采取 OAuth2.0 方式在统一认证服务 (UAA) 中认证。
2 认证服务(UAA)调用验证该用户的身份是否合法,并获取用户权限信息。
3 认证服务(UAA)获取接入方权限信息,并验证接入方是否合法
4 )若登录用户以及接入方都合法, 认证服务生成jwt令牌返回给接入方 ,其中 jwt 中包含了用户权限及接入方权限。
5 )后续, 接入方携带jwt令牌对API网关内的微服务资 源进行访问。
6 API 网关对令牌解析、并验证接入方的权限是否能够访问本次请求的微服务。
7 )如果接入方的权限没问题, API 网关将原请求 header 中附加解析后的明文 Token ,并将请求转发至微服务。
8 微服务收到请求,明文token中包含登录用户的身份和权限信息 。因此后续微服务自己可以干两件事:
1 用 户授权拦截(看当前用户是否有权访问该资源)
2 将用户信息存储进当前线程上下文(有利于后续业务逻辑随时 获取当前用户信息)
1 )统一认证服务 (UAA)
它承载了 OAuth2.0 接入方认证、 登入用户的认证、授权以及生成令牌的职责 ,完成实际的用户认证、授权功能。
2 API 网关
作为系统的唯一入口 API 网关为接入方提供定制的 API 集合,它可能还具有其它职责,如 身份验证、监控、负载均 衡、缓存等 。API 网关方式的核心要点是, 所有的接入方和消费端都通过统一的网关接入微服务 ,在网关层处理所 有的非业务功能。
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