项目技术点剖析

1、使用Redis实现分布式部署单点登录(单点登录第一种方法:redis分布式存储解决方案)

因为这个项目是一个分布式部署的项目,而且我们采用的是nginx负载均衡的策略,导致了每一个服务器都需要开辟一个空间来进行用户信息的维护,消耗了大量的资源,所以,我当时使用到了Redis来作为维护用户信息的空间,将用户登录的信息存入Redis中,并且在存入时设置key的过期时间,所有的服务器共用一个Redis,每次进行操作时只需要去Redis中去判断这个用户是否存在,存在的话就说明这个用户现在是登录状态,不存在就说明这个用户没有登录,或者登录已经失效,让用户进行重新登录。

  • 为什么会存在单点登录的问题
    • session默认是存储在当前服务器的内存中,如果是集群,那么只有登录那台机器的内存中才有这个session
    • 比如说我在A机器登录,B机器是没有这个session存在的,所以需要重新验证
  • 如何解决这个单点登录问题
    • 不管在那一台web服务器登录,都会把token值存放到我们的一个集中管理的redis服务器中
    • 但客户端携带token验证的时候,会先从redis中获取,就实现单点登录
  • 现实举例
    • 比如你写的一个tornado项目,分别部署到A,B两台机器上
    • 如果直接使用session,那么如果在A机器登录,token只会在A服务器的内存
    • 因为请求会封不到A,b连个机器,如果这个请求到了B机器,B的内存中没有就会让重新登录
    • 所以登录A机器的时候我们应该把token值写入到redis中,A/B机器登录,都从redis中获取token进行校验
      项目技术点剖析_第1张图片

2、基于JWT技术及RSA非对称加密实现真正无状态的单点登录(单点等第二种方法:JWT)

项目技术点剖析_第2张图片

  • 无状态登录原理
在分布式系统中,传统的登录会失效。

原因是因为各个微服务之间用的不是同一台服务器,我们以前登录判断用户状态是通过服务器中session存的数据,也就是把用户信息保存在session中,现在我们有几台不同的服务器,在这台登录完会有一个session信息,但是跳到另外一个服务器,登录状态就会消失,所以登录状态是无法共享的。

因此之前我们学的登录在分布式系统中是无法使用的,不能存储到session中。

  • 什么是有状态?
就是服务端需要记录一下每次会话的客户端信息,从而识别客户端他的身份,根据用户的身份进行请求的处理。 比如:  服务器中的session存储
例如登录:
用户登录后,我们把登录者的信息保存在服务端session中,并且给用户一个cookie值,记录对应的session。然后下次请求,用户携带cookie值来,我们就能识别到对应session,从而找到用户的信息。
缺点是什么?

1.服务端如果搭建集群,集群之间的数据无法共享,于是用户状态无法共享,就不能实现一个跨服务的登录
2.服务端保存大量数据,增加服务端压力
3.服务端保存用户状态,无法进行水平扩展
4.客户端请求依赖服务端,多次请求必须访问同一台服务器
  • 什么是无状态?
识别用户的身份信息是由客户端自己去携带
微服务集群中的每个服务,对外提供的都是Rest风格的接口。而Rest风格的一个最重要的规范就是:服务的无状态性,即:

服务端不保存任何客户端请求者信息
客户端的每次请求必须具备自描述信息,通过这些信息识别客户端身份
带来的好处是什么呢?

1.客户端请求不依赖服务端的信息,任何多次请求不需要必须访问到同一台服务
2.服务端的集群和状态对客户端透明
3.服务端可以任意的迁移和伸缩
4.减小服务端存储压力

如何实现无状态

无状态登录的流程:
1.当客户端第一次请求服务时,服务端对用户进行信息认证(登录)
2.认证通过,将用户信息进行加密形成token,返回给客户端,作为登录凭证
3.以后每次请求,客户端都携带认证的token
4.服务的对token进行解密,判断是否有效。

在这里插入图片描述

整个登录过程中,最关键的点是:token的安全性

token是识别客户端身份的唯一标示,如果加密不够严密,被人伪造那就完蛋了。

采用何种方式加密才是安全可靠的呢?

我们将采用JWT + RSA非对称加密

jwt

  • 简介
JWT,全称是Json Web Token, 是JSON风格轻量级的授权和身份认证规范,可实现无状态、分布式的Web应用授权
  • 数据格式
JWT包含三部分数据:

Header:头部,通常头部有两部分信息:
	声明类型,这里是JWT
    加密算法,自定义(我们用的RSA)
    我们会对头部进行base64加密(可解密),得到第一部分数据
    
Payload:载荷,就是有效数据,一般包含下面信息:
	用户身份信息(注意,这里因为采用base64加密,可解密,因此不要存放敏感信息)
    注册声明:如token的签发时间,过期时间,签发人等
    这部分也会采用base64加密,得到第二部分数据
    
Signature:签名,是整个数据的认证信息。通过base64对头和载荷进行编码,一般根据前两步的数据,再加上服务的的密钥(secret)(不要泄漏,最好周期性更换),通过加密算法生成(RSA算法进行加密,无法进行篡改)。用于验证整个数据完整和可靠性

在这里插入图片描述

jwt交互流程

在这里插入图片描述

1、用户登录
2、服务的认证,通过后根据secret生成token
3、将生成的token返回给用户
4、用户每次请求携带token
5、服务端利用公钥解读jwt签名,判断签名有效后,从Payload中获取用户信息
6、处理请求,返回响应结果

因为JWT签发的token中已经包含了用户的身份信息,并且每次请求都会携带,这样服务的就无需保存用户信息,甚至无需去数据库查询,完全符合了Rest的无状态规范。

  • 非对称加密
加密技术是对信息进行编码和解码的技术,编码是把原来可读信息(又称明文)译成代码形式(又称密文),其逆过程就是解码(解密),加密技术的要点是加密算法,加密算法可以分为三类:
对称加密、非对称加密、不可逆加密

对称加密,如AES(通信双方都持有相同秘钥)

基本原理:将明文分成N个组,然后使用密钥对各个组进行加密,形成各自的密文,最后把所有的分组密文进行合并,形成最终的密文。

优势:算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高
缺陷

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