实战干货!Spring Cloud Gateway 整合 OAuth2.0 实现分布式统一认证授权!

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大家好,我是不才陈某~

今天这篇文章介绍一下Spring Cloud Gateway整合OAuth2.0实现认证授权,涉及到的知识点有点多,有不清楚的可以看下陈某的往期文章。

文章目录如下:

微服务认证方案

微服务认证方案目前有很多种,每个企业也是大不相同,但是总体分为两类,如下:

  1. 网关只负责转发请求,认证鉴权交给每个微服务控制
  2. 统一在网关层面认证鉴权,微服务只负责业务

你们公司目前用的哪种方案?

先来说说第一种方案,有着很大的弊端,如下:

  • 代码耦合严重,每个微服务都要维护一套认证鉴权
  • 无法做到统一认证鉴权,开发难度太大

第二种方案明显是比较简单的一种,优点如下:

  • 实现了统一的认证鉴权,微服务只需要各司其职,专注于自身的业务
  • 代码耦合性低,方便后续的扩展

下面陈某就以第二种方案为例,整合Spring Cloud Gateway+Spring Cloud Security 整合出一套统一认证鉴权案例。

案例架构

开始撸代码之前,先来说说大致的认证鉴权流程,架构如下图:

大致分为四个角色,如下

  • 客户端:需要访问微服务资源
  • 网关:负责转发、认证、鉴权
  • OAuth2.0授权服务:负责认证授权颁发令牌
  • 微服务集合:提供资源的一系列服务。

大致流程如下

1、客户端发出请求给网关获取令牌

2、网关收到请求,直接转发给授权服务

3、授权服务验证用户名、密码等一系列身份,通过则颁发令牌给客户端

4、客户端携带令牌请求资源,请求直接到了网关层

5、网关对令牌进行校验(验签过期时间校验....)、鉴权(对当前令牌携带的权限)和访问资源所需的权限进行比对,如果权限有交集则通过校验,直接转发给微服务

6、微服务进行逻辑处理

针对上述架构需要新建三个服务,分别如下:

名称功能
oauth2-cloud-auth-serverOAuth2.0认证授权服
oauth2-cloud-gateway网关服务
oauth2-cloud-order-service订单资源服务

案例源码目录如下:

认证授权服务搭建

很多企业是将认证授权服务直接集成到网关中,这么做耦合性太高了,这里陈某直接将认证授权服务抽离出来。

认证服务的搭建这里就不再细说了,上一篇文章中已经介绍的很清楚了:OAuth2.0实战!使用JWT令牌认证!

新建一个oauth2-cloud-auth-server模块,目录如下:

和上篇文章不同的是创建了JwtTokenUserDetailsService这个类,用于从数据库中加载用户,如下:

为了演示只是模拟了从数据库中查询,其中存了两个用户,如下:

  • user:具有ROLE_user权限
  • admin:具有ROLE_admin、ROLE_user权限

要想这个生效,还要在security的配置文件SecurityConfig中指定,如下图:

另外还整合了注册中心Nacos,详细配置就不贴了,可以看源码。有不清楚Nacos,可以看之前文章:五十五张图告诉你微服务的灵魂摆渡者Nacos究竟有多强?

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网关服务搭建

网关使用的是Spring Cloud Gateway,网关如何搭建这里就不再细说了,有不清楚的可以看之前文章:Spring Cloud Gateway夺命连环10问?

新建一个oauth2-cloud-gateway模块,目录如下图:

1、添加依赖

需要添加几个OAuth2.0相关的依赖,如下:

2、JWT令牌服务配置

使用JWT令牌,配置要和认证服务的令牌配置相同,代码如下:

3、认证管理器自定义

新建一个JwtAuthenticationManager,需要实现ReactiveAuthenticationManager这个接口。

认证管理的作用就是获取传递过来的令牌,对其进行解析验签过期时间判定。

详细代码如下:

逻辑很简单,就是通过JWT令牌服务解析客户端传递的令牌,并对其进行校验,比如上传三处校验失败,抛出令牌无效的异常。

抛出的异常如何处理?如何定制返回的结果?

这里抛出的异常可以通过Spring Cloud Gateway的全局异常进行捕获,这个内容在Spring Cloud Gateway夺命连环10问?这篇文章有详细介绍。下面只贴出关键代码,如下:

4、鉴权管理器自定义

经过认证管理器JwtAuthenticationManager认证成功后,就需要对令牌进行鉴权,如果该令牌无访问资源的权限,则不允通过。

新建JwtAccessManager,实现ReactiveAuthorizationManager,代码如下:

这里的逻辑很简单,就是取出令牌中的权限和当前请求资源URI的权限对比,如果有交集则通过。

①处的代码什么意思?

这里是直接从Redis中取出资源URI对应的权限集合,因此实际开发中需要维护资源URI和权限的对应关系,这里不细说,为了演示,陈某直接在项目启动的时候向Redis中添加了两个资源的权限,代码如下:

注意:实际开发中需要维护资源URI和权限的对应关系。

②处的代码什么意思?

这处代码就是取出令牌中的权限集合

③处的代码什么意思?

这处代码就是比较两者权限了,有交集,则放行。

5、令牌无效或者过期时定制结果

在第4步,如果令牌失效或者过期,则会直接返回,这里需要定制提示信息。

新建一个RequestAuthenticationEntryPoint,实现ServerAuthenticationEntryPoint,代码如下:

6、无权限时定制结果

在第4步鉴权的过程中,如果无该权限,也是会直接返回,这里也需要定制提示信息。

新建一个RequestAccessDeniedHandler,实现ServerAccessDeniedHandler,代码如下:

7、OAuth2.0相关配置

经过上述6个步骤,相关组件已经准备就绪,现在直接配置到OAuth2.0中。

新建SecurityConfig这个配置类,标注注解 @EnableWebFluxSecurity,注意不是 @EnableWebSecurity,因为Spring Cloud Gateway是基于Flux实现的。详细代码如下:

需要配置的内容如下:

  • 认证过滤器,其中利用了认证管理器对令牌的校验
  • 鉴权管理器、令牌失效异常处理、无权限访问异常处理
  • 白名单配置
  • 跨域过滤器的配置

8、全局过滤器定制

试想一下:网关层面认证鉴权成功后,下游微服务如何获取到当前用户的详细信息?

陈某这里是将令牌携带的用户信息解析出来,封装成JSON数据,然后通过Base64加密,放入到请求头中,转发给下游微服务。

这样一来,下游微服务只需要解密请求头中的JSON数据,即可获取用户的详细信息。

因此需要在网关中定义一个全局过滤器,用来拦截请求,解析令牌,关键代码如下:

上述代码逻辑如下:

  • 检查是否是白名单,白名单直接放行
  • 检验令牌是否存在
  • 解析令牌中的用户信息
  • 封装用户信息到JSON数据中
  • 加密JSON数据
  • 将加密后的JSON数据放入到请求头中

好了,经过上述8个步骤,完整的网关已经搭建成功了。

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订单微服务搭建

由于在网关层面已经做了鉴权了(细化到每个URI),因此微服务就不用集成Spring Security单独做权限控制了。

因此这里的微服务也是相对比较简单了,只需要将网关层传递的加密用户信息解密出来,放入到Request中,这样微服务就能随时获取到用户的信息了。

新建一个oauth2-cloud-order-service模块,目录如下:

新建一个过滤器AuthenticationFilter,用于解密网关传递的用户数据,代码如下:

新建两个接口,返回当前登录的用户信息,如下:

注意:以上两个接口所需要的权限已经放入到了Redis中,权限如下:

  • /order/login/info:ROLE_admin和ROLE_user都能访问
  • /order/login/admin:ROLE_admin权限才能访问

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为什么要将URI和权限放入Redis?

在网关的鉴权管理器那里是直接从Redis中获取URI对应的权限,然后和令牌中的权限比较,为什么要这样做?

这也是目前企业中比较常用的一种方式,将鉴权完全放在了网关层面,也实现了动态权限校验。当然有些是直接将接口的权限控制在每个微服务中。

采用陈某的这种方案需要另外维护URI和权限的对应关系,当然这种难度很低,便于实现。

只是一种方案,具体是否选用还要考虑到架构层面。

测试

同时启动上述三个服务,如下:

1、用密码模式登录user,获取令牌,如下

2、使用user用户的令牌访问/order/login/info接口,如下

可以看到成功返回了,因为具备ROLE_user权限。

3、使用user用户的令牌访问/order/login/admin接口,如下

可以看到直接返回了无权限访问,直接在网关层被拦截了。

总结

本篇文章只是简单的整合了网关+OAuth2.0,实际开发中还有一些细节待完善,由于文章篇幅限制,后续介绍......

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