全面了解单点登录(SSO)

2020-05-22   128 次阅读


一、什么是单点登录?

单点登录的英文名叫做:Single Sign On(简称SSO)。
在初学/以前的时候,一般我们就单系统,所有的功能都在同一个系统上。

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后来,我们为了合理利用资源和降低耦合性,于是把单系统拆分成多个子系统。
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比如阿里系的淘宝和天猫,很明显地我们可以知道这是两个系统,但是你在使用的时候,登录了天猫,淘宝也会自动登录。

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简单来说,单点登录就是在多个系统中,用户只需一次登录,各个系统即可感知该用户已经登录。

二、回顾单系统登录

在我初学JavaWeb的时候,登录和注册是我做得最多的一个功能了(初学Servlet的时候做过、学SpringMVC的时候做过、跟着做项目的时候做过…),反正我也数不清我做了多少次登录和注册的功能了…这里简单讲述一下我们初学时是怎么做登录功能的。

众所周知,HTTP是无状态的协议,这意味着服务器无法确认用户的信息。于是乎,W3C就提出了:给每一个用户都发一个通行证,无论谁访问的时候都需要携带通行证,这样服务器就可以从通行证上确认用户的信息。通行证就是Cookie。

如果说Cookie是检查用户身上的”通行证“来确认用户的身份,那么Session就是通过检查服务器上的”客户明细表“来确认用户的身份的。Session相当于在服务器中建立了一份“客户明细表”。

HTTP协议是无状态的,Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一个用户。于是乎:服务器向用户浏览器发送了一个名为JESSIONID的Cookie,它的值是Session的id值。其实Session是依据Cookie来识别是否是同一个用户。

所以,一般我们单系统实现登录会这样做:

登录:将用户信息保存在Session对象中
如果在Session对象中能查到,说明已经登录
如果在Session对象中查不到,说明没登录(或者已经退出了登录)
注销(退出登录):从Session中删除用户的信息
记住我(关闭掉浏览器后,重新打开浏览器还能保持登录状态):配合Cookie来用
我之前Demo的代码,可以参考一下:

总结一下上面代码的思路:

用户登录时,验证用户的账户和密码
生成一个Token保存在数据库中,将Token写到Cookie中
将用户数据保存在Session中
请求时都会带上Cookie,检查有没有登录,如果已经登录则放行

三、多系统登录的问题与解决

3.1 Session不共享问题

单系统登录功能主要是用Session保存用户信息来实现的,但我们清楚的是:多系统即可能有多个Tomcat,而Session是依赖当前系统的Tomcat,所以系统A的Session和系统B的Session是不共享的。
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解决系统之间Session不共享问题有一下几种方案:

1、Tomcat集群Session全局复制(集群内每个tomcat的session完全同步)【会影响集群的性能呢,不建议】

2、根据请求的IP进行Hash映射到对应的机器上(这就相当于请求的IP一直会访问同一个服务器)【如果服务器宕机了,会丢失了一大部分Session的数据,不建议】

3、把Session数据放在Redis中(使用Redis模拟Session)【建议】

我们可以将登录功能单独抽取出来,做成一个子系统。我们可以将登录功能单独抽取出来,做成一个子系统。
SSO(登录系统)的逻辑如下:
其他子系统登录时,请求SSO(登录系统)进行登录,将返回的token写到Cookie中,下次访问时则把Cookie带上:

总结:

1、SSO系统生成一个token,并将用户信息存到Redis中,并设置过期时间

2、其他系统请求SSO系统进行登录,得到SSO返回的token,写到Cookie中

3、每次请求时,Cookie都会带上,拦截器得到token,判断是否已经登录

到这里,其实我们会发现其实就两个变化:

1、将登陆功能抽取为一个系统(SSO),其他系统请求SSO进行登录

2、本来将用户信息存到Session,现在将用户信息存到Redis

3.2 Cookie跨域的问题

上面我们解决了Session不能共享的问题,但其实还有另一个问题。Cookie是不能跨域的

比如说,我们请求 https://www.google.com 时,浏览器会自动把
google.com的Cookie带过去给google的服务器,而不会把
https://www.baidu.com 的Cookie带过去给google的服务器。

这就意味着,由于域名不同,用户向系统A登录后,系统A返回给浏览器的Cookie,用户再请求系统B的时候不会将系统A的Cookie带过去。

针对Cookie存在跨域问题,有几种解决方案:

1、服务端将Cookie写到客户端后,客户端对Cookie进行解析,将Token解析出来,此后请求都把这个Token带上就行了

2、多个域名共享Cookie,在写到客户端的时候设置Cookie的domain。

3、将Token保存在SessionStroage中(不依赖Cookie就没有跨域的问题了)

到这里,我们已经可以实现单点登录了。

3.3 CAS原理

说到单点登录,就肯定会见到这个名词:CAS (Central Authentication Service),下面说说CAS是怎么搞的。
如果已经将登录单独抽取成系统出来,我们还能这样玩。现在我们有两个系统,分别是 www.java3yyy.comwww.java4yyy.com ,一个SSO www.sso.com
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首先,用户想要访问系统Awww.java3y.com受限的资源(比如说购物车功能,购物车功能需要登录后才能访问),系统Awww.java3y.com发现用户并没有登录,于是重定向到sso认证中心,并将自己的地址作为参数。请求的地址如下:

www.sso.com?service=www.java3y.com
sso认证中心发现用户未登录,将用户引导至登录页面,用户进行输入用户名和密码进行登录,用户与认证中心建立全局会话(生成一份Token,写到Cookie中,保存在浏览器上)
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随后,认证中心重定向回系统A,并把Token携带过去给系统A,重定向的地址如下:

www.java3y.com?token=xxxxxxx
接着,系统A去sso认证中心验证这个Token是否正确,如果正确,则系统A和用户建立局部会话(创建Session)。到此,系统A和用户已经是登录状态了。
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此时,用户想要访问系统Bwww.java4yyy.com受限的资源(比如说订单功能,订单功能需要登录后才能访问),系统Bwww.java4yyy.com发现用户并没有登录,于是重定向到sso认证中心,并将自己的地址作为参数。请求的地址如下:

www.sso.com?service=www.java4yyy.com
注意,因为之前用户与认证中心www.sso.com已经建立了全局会话(当时已经把Cookie保存到浏览器上了),所以这次系统B重定向到认证中心www.sso.com是可以带上Cookie的。

认证中心根据带过来的Cookie发现已经与用户建立了全局会话了,认证中心重定向回系统B,并把Token携带过去给系统B,重定向的地址如下:

www.java4yyy.com?token=xxxxxxx
接着,系统B去sso认证中心验证这个Token是否正确,如果正确,则系统B和用户建立局部会话(创建Session)。到此,系统B和用户已经是登录状态了。
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看到这里,其实SSO认证中心就类似一个中转站

总结

单点登录(SSO)的所有流程都介绍完了,原理大家都清楚了。总结一下单点登录要做的事情:

  1. 单点登录(SSO系统)是保障各业务系统的用户资源的安全 。
  2. 各个业务系统获得的信息是,这个用户能不能访问我的资源。
  3. 单点登录,资源都在各个业务系统这边,不在SSO那一方。 用户在给SSO服务器提供了用户名密码后,作为业务系统并不知道这件事。 SSO随便给业务系统一个ST,那么业务系统是不能确定这个ST是用户伪造的,还是真的有效,所以要拿着这个ST去SSO服务器再问一下,这个用户给我的ST是否有效,是有效的我才能让这个用户访问。

Q.E.D.

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