零、背景介绍

在学习ASP.NET CORE开发的过程中,身份认证是必须考虑的一项必要的组件。ASP.NET CORE Identity是由微软官方开发的一整套身份认证组件,兼具完整性和自由度。Docker作为目前虚拟化的主流解决方案,可以很快捷地实现应用的打包和部署。Nginx作为反向代理,结合Docker多环境部署,可以实现负载均衡功能。而在分布式环境下,Session的共享,特别是登录状态的共享是难以逾越的一个“小”问题。

然而,这个“小”问题,却让我花费了大量的时间搞清楚了相互之间的协作关系,并成功实现了Docker+Nginx+Redis多种组件相结合的解决方案。

环境:ASP.NET Core 2.0

一、ASP.NET CORE Identity

为了实现Session共享,需要在Cookie中存储Session的ID信息以及用户信息,从而实现在多个应用之间的信息共享。有关ASP.NET CORE Identity的介绍,这里不在赘述。

ASP.NET CORE Identity主要包括UserManager和SignInManager两个主要的管理类,从名称可以看出来SignInManager实现的是登陆的管理,因为涉及到登录状态以及登录用户信息的共享,所以我们需要实现自定义的SignInManager类,重写其中最为重要的登录和登出方法。

 public override Task<SignInResult> PasswordSignInAsync(ApplicationUser user, string password, bool isPersistent, bool lockoutOnFailure)
{
return base.PasswordSignInAsync(user, password, isPersistent, lockoutOnFailure)
.ContinueWith<SignInResult>(task =>
{
if (task.Result == SignInResult.Success)
{
LoginSucceeded(user);
} return task.Result;
});
} public override Task<SignInResult> TwoFactorAuthenticatorSignInAsync(string code, bool isPersistent, bool rememberClient)
{
ApplicationUser au = this.GetTwoFactorAuthenticationUserAsync().Result;
return base.TwoFactorAuthenticatorSignInAsync(code, isPersistent, rememberClient)
.ContinueWith<SignInResult>(task =>
{
if (task.Result == SignInResult.Success && au != null)
{
LoginSucceeded(au);
} return task.Result;
});
} public override Task SignOutAsync()
{
return base.SignOutAsync()
.ContinueWith(task =>
{
LogoutSucceeded(Context.Request.Cookies["sessionId"]);
}); ;
} public override bool IsSignedIn(ClaimsPrincipal principal)
{
if (!Context.User.Identity.IsAuthenticated)
{
if (Context.Request.Cookies.ContainsKey("sessionId"))
{
string userInfor = Context.Session.GetString(Context.Request.Cookies["sessionId"]);
if (!string.IsNullOrEmpty(userInfor))
{
ApplicationUser user = JsonConvert.DeserializeObject<ApplicationUser>(userInfor);
if (user != null)
{
principal = Context.User = this.ClaimsFactory.CreateAsync(user).Result;
}
}
}
} var flag = base.IsSignedIn(principal); return flag;
} private void LoginSucceeded(ApplicationUser user)
{
try
{
string sessionId = Guid.NewGuid().ToString();
string userInfor = JsonConvert.SerializeObject(user);
Context.Session.SetString(sessionId, userInfor);
Context.Response.Cookies.Delete("sessionId");
Context.Response.Cookies.Append("sessionId", sessionId);
}
catch (Exception xcp)
{
MessageQueue.Enqueue(MessageFactory.CreateMessage(xcp));
}
} private void LogoutSucceeded(string sessionId)
{
try
{
if (!string.IsNullOrEmpty(sessionId))
{
Context.Session.Remove(sessionId);
}
}
catch (Exception xcp)
{
MessageQueue.Enqueue(MessageFactory.CreateMessage(xcp));
}
}

MySignInManager

   重写之后,需要在Startup.cs代码ConfigureServices方法中注册使用。

            services.AddIdentity<ApplicationUser, IdentityRole>(o =>
{
o.Password.RequireNonAlphanumeric = false;
})
.AddEntityFrameworkStores<MyDbContext>()
.AddSignInManager<MySignInManager>()
.AddDefaultTokenProviders();

二、Docker

    在实现自定义Identiy中的SignInManager类以后,将网站打包为Docker镜像(Image),然后根据需要运行多个容器(Container),这些容器的功能是相同的,其实是多个网站实例,跑在不同的端口上面,相当于实现了分布式部署。比如,运行三个容器的命令如下,分别跑在5000,5001和5002端口。

docker run --name webappdstr_0 -d -p : -v /etc/localtime:/etc/localtime webapp:1.0
docker run --name webappdstr_1 -d -p : -v /etc/localtime:/etc/localtime webapp:1.0
docker run --name webappdstr_2 -d -p : -v /etc/localtime:/etc/localtime webapp:1.0

三、Nginx

在完成应用部署后,通过修改Nginx配置,实现负载均衡功能。主要配置如下:

    # WebAppDistributed
server{
listen ssl;
server_name www.webapp.com; ssl_certificate ../cert/ssl.crt;
ssl_certificate_key ../cert/ssl.key; location / {
proxy_pass http://webappserverd/;
proxy_redirect off;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
} upstream webappserverd{
server localhost:;
server localhost:;
server localhost:;
}

Nginx config

     以上配置5000,5001和5002三个应用,即对应于Docker部署的三个网站应用。

四、Redis

    Redis主要是实现Session的共享,通过Microsoft.Extensions.Caching.Redis.Core组件(通过Nuget获取),在Startup.cs代码ConfigureServices方法中添加Redis中间件服务。

            // Redis
services.AddDistributedRedisCache(option =>
{
//redis 数据库连接字符串
option.Configuration = Configuration.GetConnectionString("RedisConnection");
//redis 实例名
option.InstanceName = "master";
});

Redis的地址获取的是appsettings.json配置中的配置项。

{
"ConnectionStrings": {
...,
"RedisConnection": "192.168.1.16:6379"
},
"Logging": {
"IncludeScopes": false,
"LogLevel": {
"Default": "Warning"
}
}
}

五、重点难点

主要是总结下碰到的各种坑以及解决方案。

1、Session共享的需要DataProtection以及相关的配置支持

ASP.NET CORE对Session进行了加密,为了能够在多个分布式应用中实现共享,则需要使用相同的加密Key。实现共享的方式有多种,这里采用自定义XmlRepository来实现。

 public class CustomXmlRepository : IXmlRepository
{
private readonly string keyContent = @""; //使用前,插入key内容 public virtual IReadOnlyCollection<XElement> GetAllElements()
{
return GetAllElementsCore().ToList().AsReadOnly();
} private IEnumerable<XElement> GetAllElementsCore()
{
yield return XElement.Parse(keyContent);
}
public virtual void StoreElement(XElement element, string friendlyName)
{
if (element == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(element));
}
StoreElementCore(element, friendlyName);
} private void StoreElementCore(XElement element, string filename)
{
}
}

CustomXmlRepository

之后,在Startup.cs中启用DataProtection中间件,并进行配置。

             // Set data protection.
services.AddDataProtection(configure =>
{
configure.ApplicationDiscriminator = "WebApplication";
})
.SetApplicationName("WebApplication")
.AddKeyManagementOptions(options =>
{
//配置自定义XmlRepository
options.XmlRepository = new CustomXmlRepository();
})
.ProtectKeysWithCertificate(new System.Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2("webapp.crt"));

Startup.cs

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