Ocelot（四）- 認證與授權

markjiang7m2發表於2019-05-29

Ocelot（四）- 認證與授權

作者：markjiang7m2
原文地址：https://www.cnblogs.com/markjiang7m2/p/10932805.html
原始碼地址：https://gitee.com/Sevenm2/OcelotDemo

本文是我關於Ocelot系列文章的第四篇，認證與授權。在前面的系列文章中，我們的下游服務介面都是公開的，沒有經過任何的認證，只要知道介面的呼叫方法，任何人都可以隨意呼叫，因此，很容易就造成資訊洩露或者服務被攻擊。

正如，我要找Willing幹活之前，我得先到HR部門那裡登記並且拿到屬於我自己的工卡，然後我帶著我的工卡去找Willing，亮出我是公司員工的身份，並且有權利要求他幫我完成一個任務。

在這裡整合一套 .net core的服務認證框架IdentityServer4，以及如何在Ocelot中接入IdentityServer4的認證與授權。

跟上一篇Ocelot（三）- 服務發現文章中的Consul類似，這一個是關於Ocelot的系列文章，我暫時也不打算詳細展開說明IdentityServer4，在本文中也是使用IdentityServer4最簡單的Client認證模式。

關於更多的Ocelot功能介紹，可以檢視我的系列文章

本文中涉及案例的完整程式碼都可以從我的程式碼倉庫進行下載。

IdentityServer4使用

IdentityServer4有多種認證模式，包括使用者密碼、客戶端等等，我這裡只需要實現IdentityServer4的驗證過程即可，因此，我選擇了使用最簡單的客戶端模式。

首先我們來看，當沒有Ocelot閘道器時系統是如何使用IdentityServer4進行認證的。

Ocelot_025_identityserver

客戶端需要先想IdentityServer請求認證，獲得一個Token，然後再帶著這個Token向下遊服務發出請求。

我嘗試根據流程圖搭建出這樣的認證服務。

建立IdentityServer服務端
新建一個空的Asp.Net Core Web API專案，因為這個專案只做IdentityServer服務端，因此，我將Controller也直接刪除掉。

使用NuGet新增IdentityServer4，可以直接使用NuGet包管理器搜尋IdentityServer4進行安裝，或者通過VS中內建的PowerShell執行下面的命令列

Install-Package IdentityServer4

Ocelot_026_identityService

在appsettings.json中新增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為陣列型別，表示IdentityServer管理的所有的下游服務列表

  • Name: 下游服務名稱
  • DisplayName: 下游服務別名

Clients為陣列型別，表示IdentityServer管理的所有的上游客戶端列表

  • ClientId: 客戶端ID
  • ClientSecrets: 客戶端對應的金鑰
  • AllowedGrantTypes: 該客戶端支援的認證模式，目前支援如下：
    • Implicit
    • ImplicitAndClientCredentials
    • Code
    • CodeAndClientCredentials
    • Hybrid
    • HybridAndClientCredentials
    • ClientCredentials
    • ResourceOwnerPassword
    • ResourceOwnerPasswordAndClientCredentials
    • DeviceFlow
  • AllowedScopes: 該客戶端支援訪問的下游服務列表，必須是在ApiResources列表中登記的

新建一個類用於讀取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>
        /// 定義受信任的客戶端 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; }
    }
}

在Startup.cs中注入IdentityServer服務

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中介軟體

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

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

配置完成，接下來用Debug模式看看IdentityServer是否可用，嘗試向IdentityServer進行認證。因為需要使用post方式，而且在認證請求的body中加入認證資訊，所以我這裡藉助Postman工具完成。

請求路徑：<host>+/connect/token

如果認證正確，會得到如下結果：

Ocelot_027_identityserver_postman

如果認證失敗，則會返回如下：

Ocelot_028_identityserver_postmanerror

這樣，最簡單的IdentityServer服務就配置完成了。當然，我剛剛為了快速驗證IdentityServer服務是否搭建成功，所以使用的是Debug模式，接下來要使用的話，還是要通過IIS部署使用的，我這裡就把IdentityServer服務部署到8005埠。

下游服務加入認證
在OcelotDownAPI專案中，使用NuGet新增AccessTokenValidation包，可以直接使用NuGet包管理器搜尋IdentityServer4.AccessTokenValidation進行安裝，或者通過VS中內建的PowerShell執行下面的命令列

Install-Package IdentityServer4.AccessTokenValidation

在appsettings.json中加入IdentityServer服務資訊

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

這裡的identityAPIService就是在IdentityServer服務端配置ApiResources列表中登記的其中一個下游服務。

在Startup.cs中讀取IdentityServer服務資訊，加入IdentityServer驗證

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();
}

根據前面的配置，我們新增一個需要授權的下游服務API
注意新增屬性[Authorize]
因為我這裡只是為了演示IdentityServer的認證流程，所以我只是在其中一個API介面中新增該屬性，如果還有其他介面需要整個認證，就需要在其他介面中新增該屬性，如果是這個Controller所有的介面都需要IdentityServer認證，那就直接在類名前新增該屬性。

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，既然你是我公司員工，那我就幫你幹活吧, host: {HttpContext.Request.Host.Value}, path: {HttpContext.Request.Path}" };
        return response;
    });
    return Ok(result);
}

重新打包OcelotDownAPI專案，併發布到8001埠。

首先，像之前那樣直接請求API，得到如下結果：

Ocelot_029_identityserver_401

得到了401的狀態碼，即未經授權。

因此，我必須先向IdentityServer請求認證並授權

Ocelot_030_identityserver_token

然後將得到的Token以Bearer的方式加入到向下遊服務的請求當中，這樣我們就可以得到了正確的結果

Ocelot_031_identityserver_8001

可能有些朋友在這裡會有點疑惑，在Postman中我們在Authorization中加入這個Token，但是在我們實際呼叫中該怎麼加入Token？

其實熟悉Postman的朋友可能就知道怎麼一回事，Postman為了我們在使用過程中更加方便填入Token資訊而單獨列出了Authorization，實際上，最終還是會轉換加入到請求頭當中
這個請求頭的Key就是Authorization，對應的值是Bearer + (空格) + Token。

Ocelot_032_identityserver_header

以上就是沒有Ocelot閘道器時，IdentityServer的認證流程。

案例五 Ocelot整合IdentityServer服務

在上面的例子中，我是直接將下游服務暴露給客戶端呼叫，當接入Ocelot閘道器時，我們要達到內外互隔的特性，於是就把IdentityServer服務也託管到Ocelot閘道器中，這樣我們就能統一認證和服務請求時的入口。
於是，我們可以形成下面這個流程圖：

Ocelot_033_identityserver_ocelot

根據流程圖，我在Ocelot ReRoutes中新增兩組路由

{
    "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
}

第一組是將IdentityServer服務進行託管，這樣客戶端就可以直接通過Ocelot閘道器訪問/token就可以進行認證，第二組是將下游服務進行託管

然後，也是按照之前例子的步驟，先通過http://localhost:4727/token認證，然後將得到的Token以Bearer的方式加入到向下遊服務的請求當中

Ocelot_034_identityserver_ocelottoken

Ocelot_035_identityserver_ocelotresult

結果也是跟我預想的是一致的，可以按照這樣的流程進行身份認證。

但是！！！但是！！！但是！！！

當外面隨便來一個人，跟前臺說他要找我做一件事情，然後前臺直接告訴他我的具體位置，就讓他進公司找我了，然後當我接待他的時候，我才發現這個人根本就是來搞事的，拒絕他的請求。如果一天來這麼幾十號人，我還要不要正常幹活了？

這明顯就不符合實際應用場景，外面的人（客戶端）在前臺（Ocelot）的時候，就需要進行身份認證（IdentityServer），只有通過認證的人才能進公司（路由），我才會接觸到這個人（響應），這才叫專人做專事。

於是，認證流程改為下圖：

Ocelot_036_identityserver_ocelot2

準備下遊服務

為了保證我的案例與上面這個認證流程是一致的，我就把前面在下游服務中的認證配置去掉。而且在實際生產環境中，客戶端與下游服務的網路是隔斷的，客戶端只能通過閘道器的轉發才能向下遊服務發出請求。

OcelotDownAPI專案

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();
}

同時也把API介面中的[Authorize]屬性去除。

然後將OcelotDownAPI專案重新打包，部署在8001、8002埠，作為兩個獨立的下游服務。

配置IdentityServer

回到IdentityServer專案的appsettings.json，在ApiResources中另外新增兩個服務

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

在Clients中新增兩個Client

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

這裡我為了能讓大家看出允許訪問範圍的效果，特意分配了兩個不同的AllowedScopes。
使用markfull登入的客戶端可以同時請求identityAPIService8001和identityAPIService8002兩個下游服務，而使用marklimit登入的客戶端只允許請求identityAPIService8001服務。

Ocelot整合IdentityServer認證

跟前面的例子一樣，要支援IdentityServer認證，OcelotDemo專案就需要安裝IdentityServer4.AccessTokenValidation包。

OcelotDemo專案的appsettings.json新增IdentityServer資訊

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

當然這個配置項的結構是任意的，我這裡的Resources陣列配置的就是Ocelot閘道器支援哪些服務的認證，Name就是服務的名稱，同時會唯一對應一個Key。

為了能更加方便讀取IdentityServerConfig的資訊，我定義了一個跟它同結構的類

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; }
}

然後來到Startup.cs的ConfigureServices方法，就能很快地將IdentityServer資訊進行註冊

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方法中新增

app.UseAuthentication();

最後，就是配置Ocelot.json檔案。
在ReRoutes中新增兩組路由

{
    "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，這兩組路由都多了一個AuthenticationOptions屬性，它裡面的AuthenticationProviderKey就是我們在前面ConfigureServices方法中登記過的Key。

我們來捋順一下這個路由跟認證授權過程。以markfull的ID和這裡的第一組路由為例。

  1. 客戶端拿著markfull的clientID向IdentityServer（http://localhost:4727/token）進行認證，得到了一個的Token
  2. 客戶端帶著這個Token，因此有了markfull的身份，請求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8001/identityWilling
  3. Ocelot閘道器接收到請求，根據路由表找到了認證支援關鍵字為APIService8001，從而得到了對應的IdentityServer服務資訊：IdentityServer服務地址為http://localhost:8005，下游服務名稱為identityAPIService8001
  4. Ocelot帶著Token向IdentityServer服務（http://localhost:8005）進行配對，即檢視markfull身份的訪問範圍是否包含了identityAPIService8001服務
  5. Ocelot認證過markfull是允許訪問的，將請求轉發到下游服務中，根據路由配置，下游服務地址為http://localhost:8001/api/ocelot/identityWilling

下面我將Ocelot執行起來，並通過Postman進行驗證。

markfull身份認證
使用markfullClientId向IdentityServer進行認證

Ocelot_037_identityserver_markfull

向8001請求
將得到的Token加入到請求中，請求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8001/identityWilling，得到下游服務返回的響應結果

Ocelot_038_identityserver_markfull8001

向8002請求
將得到的Token加入到請求中，請求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8002/identityWilling，得到下游服務返回的響應結果

Ocelot_039_identityserver_markfull8002

然後，更換marklimit身份再驗證一遍

marklimit身份認證
使用marklimitClientId向IdentityServer進行認證

Ocelot_040_identityserver_marklimit

向8001請求
將得到的Token加入到請求中，請求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8001/identityWilling，得到下游服務返回的響應結果

Ocelot_041_identityserver_marklimit8001

向8002請求
將得到的Token加入到請求中，請求Url地址http://localhost:4727/ocelot/8002/identityWilling，此時，我們得到了401的狀態碼，即未授權。

Ocelot_042_identityserver_marklimit8002

總結

在這篇文章中就跟大家介紹了基於IdentityServer4為認證伺服器的Ocelot認證與授權，主要是通過一些案例的實踐，讓大家理解Ocelot對客戶端身份的驗證過程，使用了IdentityServer中最簡單的客戶端認證模式，因為這種模式下IdentityServer的認證沒有複雜的層級關係。但通常在我們實際開發時，更多的可能是通過使用者密碼等方式進行身份認證的，之後我會盡快給大家分享關於IdentityServer如何使用其它模式進行認證。今天就先跟大家介紹到這裡，希望大家能持續關注我們。

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