Ocelot(四)- 认证与授权

本文是我关于Ocelot系列文章的第四篇,认证与授权。在前面的系列文章中,我们的下游服务接口都是公开的,没有经过任何的认证,只要知道接口的调用方法,任何人都可以随意调用,因此,很容易就造成信息泄露或者服务被攻击。

正如,我要找Willing干活之前,我得先到HR部门那里登记并且拿到属于我自己的工卡,然后我带着我的工卡去找Willing,亮出我是公司员工的身份,并且有权利要求他帮我完成一个任务。

在这里集成一套 .net core的服务认证框架IdentityServer4,以及如何在Ocelot中接入IdentityServer4的认证与授权。

跟上一篇Ocelot(三)- 服务发现文章中的Consul类似,这一个是关于Ocelot的系列文章,我暂时也不打算详细展开说明IdentityServer4,在本文中也是使用IdentityServer4最简单的Client认证模式。

关于更多的Ocelot功能介绍,可以查看我的系列文章

本文中涉及案例的完整代码都可以从我的代码仓库进行下载。

IdentityServer4使用

IdentityServer4有多种认证模式,包括用户密码、客户端等等,我这里只需要实现IdentityServer4的验证过程即可,因此,我选择了使用最简单的客户端模式。

首先我们来看,当没有Ocelot网关时系统是如何使用IdentityServer4进行认证的。

Ocelot_025_identityserver

客户端需要先想IdentityServer请求认证,获得一个Token,然后再带着这个Token向下游服务发出请求。

我尝试根据流程图搭建出这样的认证服务。

创建IdentityServer服务端
新建一个空的Asp.Net Core Web API项目,因为这个项目只做IdentityServer服务端,因此,我将Controller也直接删除掉。

使用NuGet添加IdentityServer4,可以直接使用NuGet包管理器搜索IdentityServer4进行安装,或者通过VS中内置的PowerShell执行下面的命令行

Install-Package IdentityServer4

Ocelot_026_identityService

appsettings.json中添加IdentityServer4的配置

{
  "Logging": {
    "LogLevel": {
      "Default": "Warning"
    }
  },
  "SSOConfig": {
    "ApiResources": [
      {
        "Name": "identityAPIService",
        "DisplayName": "identityAPIServiceName"
      }
    ],
    "Clients": [
      {
        "ClientId": "mark",
        "ClientSecrets": [ "markjiang7m2" ],
        "AllowedGrantTypes": "ClientCredentials",
        "AllowedScopes": [ "identityAPIService" ]
      }
    ]
  },
  "AllowedHosts": "*"
}

ApiResources为数组类型,表示IdentityServer管理的所有的下游服务列表

  • Name: 下游服务名称

  • DisplayName: 下游服务别名

Clients为数组类型,表示IdentityServer管理的所有的上游客户端列表

  • ClientId: 客户端ID

  • ClientSecrets: 客户端对应的密钥

  • AllowedGrantTypes: 该客户端支持的认证模式,目前支持如下:

    • Implicit

    • ImplicitAndClientCredentials

    • Code

    • CodeAndClientCredentials

    • Hybrid

    • HybridAndClientCredentials

    • ClientCredentials

    • ResourceOwnerPassword

    • ResourceOwnerPasswordAndClientCredentials

    • DeviceFlow

  • AllowedScopes: 该客户端支持访问的下游服务列表,必须是在ApiResources列表中登记的

新建一个类用于读取IdentityServer4的配置

using IdentityServer4.Models;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace IdentityServer
{
    public class SSOConfig
    {
        public static IEnumerable<ApiResource> GetApiResources(IConfigurationSection section)
        {
            List<ApiResource> resource = new List<ApiResource>();

            if (section != null)
            {
                List<ApiConfig> configs = new List<ApiConfig>();
                section.Bind("ApiResources", configs);
                foreach (var config in configs)
                {
                    resource.Add(new ApiResource(config.Name, config.DisplayName));
                }
            }

            return resource.ToArray();
        }
        /// <summary>
        /// 定义受信任的客户端 Client
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static IEnumerable<Client> GetClients(IConfigurationSection section)
        {
            List<Client> clients = new List<Client>();

            if (section != null)
            {
                List<ClientConfig> configs = new List<ClientConfig>();
                section.Bind("Clients", configs);
                foreach (var config in configs)
                {
                    Client client = new Client();
                    client.ClientId = config.ClientId;
                    List<Secret> clientSecrets = new List<Secret>();
                    foreach (var secret in config.ClientSecrets)
                    {
                        clientSecrets.Add(new Secret(secret.Sha256()));
                    }
                    client.ClientSecrets = clientSecrets.ToArray();

                    GrantTypes grantTypes = new GrantTypes();
                    var allowedGrantTypes = grantTypes.GetType().GetProperty(config.AllowedGrantTypes);
                    client.AllowedGrantTypes = allowedGrantTypes == null ? 
                        GrantTypes.ClientCredentials : (ICollection<string>)allowedGrantTypes.GetValue(grantTypes, null);

                    client.AllowedScopes = config.AllowedScopes.ToArray();

                    clients.Add(client);
                }
            }
            return clients.ToArray();
        }
    }

    public class ApiConfig
    {
        public string Name { get; set; }
        public string DisplayName { get; set; }
    }

    public class ClientConfig
    {
        public string ClientId { get; set; }
        public List<string> ClientSecrets { get; set; }
        public string AllowedGrantTypes { get; set; }
        public List<string> AllowedScopes { get; set; }
    }
}

Startup.cs中注入IdentityServer服务

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    var section = Configuration.GetSection("SSOConfig");
    services.AddIdentityServer()
        .AddDeveloperSigningCredential()
        .AddInMemoryApiResources(SSOConfig.GetApiResources(section))
        .AddInMemoryClients(SSOConfig.GetClients(section));

    services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_2);
}

使用IdentityServer中间件

public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
    if (env.IsDevelopment())
    {
        app.UseDeveloperExceptionPage();
    }

    app.UseIdentityServer();
    app.UseMvc();
}

配置完成,接下来用Debug模式看看IdentityServer是否可用,尝试向IdentityServer进行认证。因为需要使用post方式,而且在认证请求的body中加入认证信息,所以我这里借助Postman工具完成。

请求路径:<host>+/connect/token

如果认证正确,会得到如下结果:

Ocelot_027_identityserver_postman

如果认证失败,则会返回如下:

Ocelot_028_identityserver_postmanerror

这样,最简单的IdentityServer服务就配置完成了。当然,我刚刚为了快速验证IdentityServer服务是否搭建成功,所以使用的是Debug模式,接下来要使用的话,还是要通过IIS部署使用的,我这里就把IdentityServer服务部署到8005端口。

下游服务加入认证
OcelotDownAPI项目中,使用NuGet添加AccessTokenValidation包,可以直接使用NuGet包管理器搜索IdentityServer4.AccessTokenValidation进行安装,或者通过VS中内置的PowerShell执行下面的命令行

Install-Package IdentityServer4.AccessTokenValidation

appsettings.json中加入IdentityServer服务信息

"IdentityServerConfig": {
    "ServerIP": "localhost",
    "ServerPort": 8005,
    "IdentityScheme": "Bearer",
    "ResourceName": "identityAPIService"
}

这里的identityAPIService就是在IdentityServer服务端配置ApiResources列表中登记的其中一个下游服务。

Startup.cs中读取IdentityServer服务信息,加入IdentityServer验证

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    IdentityServerConfig identityServerConfig = new IdentityServerConfig();
    Configuration.Bind("IdentityServerConfig", identityServerConfig);
    services.AddAuthentication(identityServerConfig.IdentityScheme)
        .AddIdentityServerAuthentication(options =>
        {
            options.RequireHttpsMetadata = false;
            options.Authority = $"http://{identityServerConfig.IP}:{identityServerConfig.Port}";
            options.ApiName = identityServerConfig.ResourceName;
        }
        );

    services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_2);
}

public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
    if (env.IsDevelopment())
    {
        app.UseDeveloperExceptionPage();
    }
    app.UseAuthentication();

    app.UseMvc();
}

根据前面的配置,我们添加一个需要授权的下游服务API
注意添加属性[Authorize]
因为我这里只是为了演示IdentityServer的认证流程,所以我只是在其中一个API接口中添加该属性,如果还有其他接口需要整个认证,就需要在其他接口中添加该属性,如果是这个Controller所有的接口都需要IdentityServer认证,那就直接在类名前添加该属性。

using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
// GET api/ocelot/identityWilling
[HttpGet("identityWilling")]
[Authorize]
public async Task<IActionResult> IdentityWilling(int id)
{
    var result = await Task.Run(() =>
    {
        ResponseResult response = new ResponseResult()
        { Comment = $"我是Willing,既然你是我公司员工,那我就帮你干活吧, host: {HttpContext.Request.Host.Value}, path: {HttpContext.Request.Path}" };
        return response;
    });
    return Ok(result);
}

重新打包OcelotDownAPI项目,并发布到8001端口。

首先,像之前那样直接请求API,得到如下结果:

Ocelot_029_identityserver_401

得到了401的状态码,即未经授权。

因此,我必须先向IdentityServer请求认证并授权

Ocelot_030_identityserver_token

然后将得到的TokenBearer的方式加入到向下游服务的请求当中,这样我们就可以得到了正确的结果

Ocelot_031_identityserver_8001

可能有些朋友在这里会有点疑惑,在Postman中我们在Authorization中加入这个Token,但是在我们实际调用中该怎么加入Token?

其实熟悉Postman的朋友可能就知道怎么一回事,Postman为了我们在使用过程中更加方便填入Token信息而单独列出了Authorization,实际上,最终还是会转换加入到请求头当中
这个请求头的Key就是Authorization,对应的值是Bearer + (空格) + Token

Ocelot_032_identityserver_header

以上就是没有Ocelot网关时,IdentityServer的认证流程。

案例五 Ocelot集成IdentityServer服务

在上面的例子中,我是直接将下游服务暴露给客户端调用,当接入Ocelot网关时,我们要达到内外互隔的特性,于是就把IdentityServer服务也托管到Ocelot网关中,这样我们就能统一认证和服务请求时的入口。
于是,我们可以形成下面这个流程图:

Ocelot_033_identityserver_ocelot

根据流程图,我在Ocelot ReRoutes中添加两组路由

 {
    "DownstreamPathTemplate": "/connect/token",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8005
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/token",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Post" ],
    "Priority": 2
},
{
    "DownstreamPathTemplate": "/api/ocelot/identityWilling",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8001
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/ocelot/identityWilling",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
    "Priority": 2
}

第一组是将IdentityServer服务进行托管,这样客户端就可以直接通过Ocelot网关访问/token就可以进行认证,第二组是将下游服务进行托管

然后,也是按照之前例子的步骤,先通过http://localhost:4727/token认证,然后将得到的TokenBearer的方式加入到向下游服务的请求当中

Ocelot_034_identityserver_ocelottoken

Ocelot_035_identityserver_ocelotresult

结果也是跟我预想的是一致的,可以按照这样的流程进行身份认证。

但是!!!但是!!!但是!!!

当外面随便来一个人,跟前台说他要找我做一件事情,然后前台直接告诉他我的具体位置,就让他进公司找我了,然后当我接待他的时候,我才发现这个人根本就是来搞事的,拒绝他的请求。如果一天来这么几十号人,我还要不要正常干活了?

这明显就不符合实际应用场景,外面的人(客户端)在前台(Ocelot)的时候,就需要进行身份认证(IdentityServer),只有通过认证的人才能进公司(路由),我才会接触到这个人(响应),这才叫专人做专事。

于是,认证流程改为下图:

Ocelot_036_identityserver_ocelot2

准备下游服务

为了保证我的案例与上面这个认证流程是一致的,我就把前面在下游服务中的认证配置去掉。而且在实际生产环境中,客户端与下游服务的网络是隔断的,客户端只能通过网关的转发才能向下游服务发出请求。

OcelotDownAPI项目

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    //IdentityServerConfig identityServerConfig = new IdentityServerConfig();
    //Configuration.Bind("IdentityServerConfig", identityServerConfig);
    //services.AddAuthentication(identityServerConfig.IdentityScheme)
    //    .AddIdentityServerAuthentication(options =>
    //    {
    //        options.RequireHttpsMetadata = false;
    //        options.Authority = $"http://{identityServerConfig.IP}:{identityServerConfig.Port}";
    //        options.ApiName = identityServerConfig.ResourceName;
    //    }
    //    );

    services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_2);
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
    if (env.IsDevelopment())
    {
        app.UseDeveloperExceptionPage();
    }
    //app.UseAuthentication();

    app.UseMvc();
}

同时也把API接口中的[Authorize]属性去除。

然后将OcelotDownAPI项目重新打包,部署在80018002端口,作为两个独立的下游服务。

配置IdentityServer

回到IdentityServer项目的appsettings.json,在ApiResources中另外添加两个服务

{
    "Name": "identityAPIService8001",
    "DisplayName": "identityAPIService8001Name"
},
{
    "Name": "identityAPIService8002",
    "DisplayName": "identityAPIService8002Name"
}

Clients中添加两个Client

{
    "ClientId": "markfull",
    "ClientSecrets": [ "markjiang7m2" ],
    "AllowedGrantTypes": "ClientCredentials",
    "AllowedScopes": [ "identityAPIService8001", "identityAPIService8002" ]
},
{
    "ClientId": "marklimit",
    "ClientSecrets": [ "123456" ],
    "AllowedGrantTypes": "ClientCredentials",
    "AllowedScopes": [ "identityAPIService8001" ]
}

这里我为了能让大家看出允许访问范围的效果,特意分配了两个不同的AllowedScopes
使用markfull登录的客户端可以同时请求identityAPIService8001identityAPIService8002两个下游服务,而使用marklimit登录的客户端只允许请求identityAPIService8001服务。

Ocelot集成IdentityServer认证

跟前面的例子一样,要支持IdentityServer认证,OcelotDemo项目就需要安装IdentityServer4.AccessTokenValidation包。

OcelotDemo项目的appsettings.json添加IdentityServer信息

"IdentityServerConfig": {
    "IP": "localhost",
    "Port": 8005,
    "IdentityScheme": "Bearer",
    "Resources": [
      {
        "Key": "APIService8001",
        "Name": "identityAPIService8001"
      },
      {
        "Key": "APIService8002",
        "Name": "identityAPIService8002"
      }
    ]
}

当然这个配置项的结构是任意的,我这里的Resources数组配置的就是Ocelot网关支持哪些服务的认证,Name就是服务的名称,同时会唯一对应一个Key

为了能更加方便读取IdentityServerConfig的信息,我定义了一个跟它同结构的类

public class IdentityServerConfig
{
    public string IP { get; set; }
    public string Port { get; set; }
    public string IdentityScheme { get; set; }
    public List<APIResource> Resources { get; set; }
}

public class APIResource
{
    public string Key { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

然后来到Startup.csConfigureServices方法,就能很快地将IdentityServer信息进行注册

var identityBuilder = services.AddAuthentication();
IdentityServerConfig identityServerConfig = new IdentityServerConfig();
Configuration.Bind("IdentityServerConfig", identityServerConfig);
if (identityServerConfig != null && identityServerConfig.Resources != null)
{
    foreach (var resource in identityServerConfig.Resources)
    {
        identityBuilder.AddIdentityServerAuthentication(resource.Key, options => 
        {
            options.Authority = $"http://{identityServerConfig.IP}:{identityServerConfig.Port}";
            options.RequireHttpsMetadata = false;
            options.ApiName = resource.Name;
            options.SupportedTokens = SupportedTokens.Both;
        });
    }
}

Configure方法中添加

app.UseAuthentication();

最后,就是配置Ocelot.json文件。
ReRoutes中添加两组路由

{
    "DownstreamPathTemplate": "/api/ocelot/identityWilling",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8001
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/ocelot/8001/identityWilling",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
    "Priority": 2,
    "AuthenticationOptions": {
    "AuthenticationProviderKey": "APIService8001",
    "AllowedScopes": []
    }
},
{
    "DownstreamPathTemplate": "/api/ocelot/identityWilling",
    "DownstreamScheme": "http",
    "DownstreamHostAndPorts": [
    {
        "Host": "localhost",
        "Port": 8002
    }
    ],
    "UpstreamPathTemplate": "/ocelot/8002/identityWilling",
    "UpstreamHttpMethod": [ "Get" ],
    "Priority": 2,
    "AuthenticationOptions": {
    "AuthenticationProviderKey": "APIService8002",
    "AllowedScopes": []
    }
}

跟其他普通路由相比,这两组路由都多了一个AuthenticationOptions属性,它里面的AuthenticationProviderKey就是我们在前面ConfigureServices方法中登记过的Key

我们来捋顺一下这个路由跟认证授权过程。以markfull的ID和这里的第一组路由为例。

  1. 客户端拿着markfull的clientID向IdentityServer(http://localhost:4727/token)进行认证,得到了一个的Token

  2. 客户端带着这个Token,因此有了markfull的身份,请求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8001/identityWilling

  3. Ocelot网关接收到请求,根据路由表找到了认证支持关键字为APIService8001,从而得到了对应的IdentityServer服务信息:IdentityServer服务地址为http://localhost:8005,下游服务名称为identityAPIService8001

  4. Ocelot带着Token向IdentityServer服务(http://localhost:8005)进行配对,即查看markfull身份的访问范围是否包含了identityAPIService8001服务

  5. Ocelot认证过markfull是允许访问的,将请求转发到下游服务中,根据路由配置,下游服务地址为http://localhost:8001/api/ocelot/identityWilling

下面我将Ocelot运行起来,并通过Postman进行验证。

markfull身份认证
使用markfullClientId向IdentityServer进行认证

Ocelot_037_identityserver_markfull

向8001请求
将得到的Token加入到请求中,请求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8001/identityWilling,得到下游服务返回的响应结果

Ocelot_038_identityserver_markfull8001

向8002请求
将得到的Token加入到请求中,请求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8002/identityWilling,得到下游服务返回的响应结果

Ocelot_039_identityserver_markfull8002

然后,更换marklimit身份再验证一遍

marklimit身份认证
使用marklimitClientId向IdentityServer进行认证

Ocelot_040_identityserver_marklimit

向8001请求
将得到的Token加入到请求中,请求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8001/identityWilling,得到下游服务返回的响应结果

Ocelot_041_identityserver_marklimit8001

向8002请求
将得到的Token加入到请求中,请求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8002/identityWilling,此时,我们得到了401的状态码,即未授权。

Ocelot_042_identityserver_marklimit8002

总结

在这篇文章中就跟大家介绍了基于IdentityServer4为认证服务器的Ocelot认证与授权,主要是通过一些案例的实践,让大家理解Ocelot对客户端身份的验证过程,使用了IdentityServer中最简单的客户端认证模式,因为这种模式下IdentityServer的认证没有复杂的层级关系。但通常在我们实际开发时,更多的可能是通过用户密码等方式进行身份认证的,之后我会尽快给大家分享关于IdentityServer如何使用其它模式进行认证。今天就先跟大家介绍到这里,希望大家能持续关注我们。


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