目录

1       大概思路... 1

2       Nginx集群之基于Redis的WebApi身份验证... 1

3       Redis数据库... 2

4       Visualbox虚拟机ubuntu下的redis部署... 3

5       编写.NET WebApi的OnAuthorization身份验证... 6

6       编写.NET WebApi的ActionFilterAttribute令牌验证... 8

7       编写.NET WebApi的服务端... 10

8       编写.NET WebApi的客户端... 11

9       部署WebApi到本机... 17

10     Nginx集群配置搭建... 18

11     运行结果... 19

12     总结... 20

1       大概思路

l  Nginx集群之基于Redis的WebApi身份验证

l  Redis数据库

l  Visualbox虚拟机ubuntu下的redis部署

l  编写.NET WebApi的OnAuthorization身份验证

l  编写.NET WebApi的ActionFilterAttribute令牌验证

l  编写.NET WebApi的服务端

l  编写.NET WebApi的客户端

l  部署WebApi到本机

l  Nginx集群配置搭建

l  运行结果

l  总结

2       Nginx集群之基于Redis的WebApi身份验证

Nginx在集群上使用Redis数据库进行身份验证，达到了支持集群、分布式。在此基础上能够实现单点登录、时效性的访问，结合WebApi最大限度地发挥了后台身份验证的管理。

基于Redis的原因有几个：第一点是Redis是基于内存的数据库访问起来比较快，能够设置数据库存储的时效性；第二点，Redis数据库的语法比较简单、轻巧，在Linux、Windows服务器均可以一键安装完成；第三点，Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

以下是本文讲述的主要结构图：

客户端输入用户名密码服务器，通过了用户名密码验证，其中一台WebApi服务器生成一个Token并返回https的响应。客户端收到Token保存在本地，带上token发出ajax请求、WebRequest请求，经过Action过滤器的检验，访问Action并返回数据。

Token令牌身份验证机制：

Nginx集群之基于Redis的WebApi身份验证，如下图所示：

3       Redis数据库

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。它通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。

具体可以在以下网址进行学习：

http://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html

4       Visualbox虚拟机ubuntu下的redis部署

（已安装Oracle VM VirtualBox、ubuntu-17.10-desktop-amd64.iso）

Redis安装可参考：http://www.runoob.com/redis/redis-install.html

  • 虚拟机

因网络的限制，本文采取的是“网络地址转换（NAT）”方式，进行redis数据库连接访问。有条件的可以采用“桥接网上”的方式，便可以使多台PC机在同一redis数据库进行访问，达到集群的效果。

Linux的ubuntu打开6379端口：

  1. sudo iptables -I INPUT -p tcp --dport 6379 -j ACCEPT

具体如下所示：

登录Redis服务器，设置密码：

  1. redis-cli
  2. config set requirepass 123456

  • 主机

Windows安装Telnet客户端，进行测试连接成功与否

运行CMD，输入命令行如下：

  1. Microsoft Windows [版本 6.1.7601]
  2. 版权所有 (c) 2009 Microsoft Corporation。保留所有权利。
  3.  
  4. C:\Users\zhyongfeng>telnet 10.93.85.66 6379

测试成功

5       编写.NET WebApi的OnAuthorization身份验证

CustomAuthorizeAttribute.cs

  1. using System.Web.Http;
  2. using System.Web.Http.Controllers;
  3.  
  4. namespace SSLWebApi.Controllers
  5. {
  6.     public class CustomAuthorizeAttribute : AuthorizeAttribute
  7.     {
  8.         public override void OnAuthorization(HttpActionContext actionContext)
  9.         {
  10.             //判断用户是否登录
  11.             if (actionContext.Request.Headers.Authorization != null)
  12.             {
  13.                 string userInfo = System.Text.Encoding.Default.GetString(System.Convert.FromBase64String(actionContext.Request.Headers.Authorization.Parameter));
  14.                 //用户验证逻辑
  15.                 if (string.Equals(userInfo, string.Format("{0}:{1}", "zhyongfeng", "")))
  16.                 {
  17.                     IsAuthorized(actionContext);
  18.                 }
  19.                 else
  20.                 {
  21.                     HandleUnauthorizedRequest(actionContext);
  22.                 }
  23.             }
  24.             else
  25.             {
  26.                 HandleUnauthorizedRequest(actionContext);
  27.             }
  28.         }
  29.         protected override void HandleUnauthorizedRequest(System.Web.Http.Controllers.HttpActionContext actionContext)
  30.         {
  31.             var challengeMessage = new System.Net.Http.HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Unauthorized);
  32.             challengeMessage.Headers.Add("WWW-Authenticate", "Basic");
  33.             throw new System.Web.Http.HttpResponseException(challengeMessage);
  34.         }
  35.     }
  36. }

生成Token

BaseController.cs

  1. using ServiceStack.Redis;
  2. using SSLWebApi.Models;
  3. using System;
  4. using System.Web;
  5. using System.Web.Http;
  6.  
  7. namespace SSLWebApi.Controllers
  8. {
  9.     /// <summary>
  10.     /// BaseController继承BaseController则需要身份验证
  11.     /// </summary>
  12.     [CustomAuthorize]
  13.     [RoutePrefix("api/Base")]
  14.     public class BaseController : ApiController
  15.     {
  16.         [HttpGet]
  17.         [Route("Login")]
  18.         public string Login(string userId)
  19.         {
  20.             if (HttpRuntime.Cache.Get(userId) == null)
  21.             {
  22.                 return CreateToken(userId);
  23.             }
  24.             else
  25.             {
  26.                 HttpRuntime.Cache.Remove(userId);
  27.                 return CreateToken(userId);
  28.             }
  29.         }
  30.  
  31.         /// <summary>
  32.         /// 生成token
  33.         /// </summary>
  34.         /// <param name="userId"></param>
  35.         /// <returns></returns>
  36.         private string CreateToken(string userId)
  37.         {
  38.             Token token = new Token();
  39.             token.UserId = userId;
  40.             token.SignToken = Guid.NewGuid();
  41.             token.Seconds = ;
  42.             token.ExpireTime = DateTime.Now.AddSeconds(token.Seconds);
  43.  
  44.             //redis使用sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 6379 -j ACCEPT打开6379的端口
  45.             //visualbox虚拟机使用“设置->网络->高级->端口转发”创建商品规则
  46.             //连接远程visualbox虚拟机ubtuntu的redis，形成一个分布式的登录验证
  47.             string remoteIp = "10.93.85.66";
  48.             int remotePort = ;
  49.             string remoteDbPassword = "";
  50.             //RedisClient(地址,端口，密码，0)
  51.             using (var client = new RedisClient(remoteIp, remotePort, remoteDbPassword, ))
  52.             {
  53.                 string strToken = token.SignToken.ToString();
  54.                 if (client.Exists(userId) > )
  55.                     client.Del(userId);
  56.                 if (client.Add(userId, strToken))
  57.                 {
  58.                     //设置key的过期时间为12s
  59.                     client.Expire(userId, );
  60.                     return token.SignToken.ToString();
  61.                 }
  62.                 else
  63.                     return string.Format("远程虚拟机{0}的redis创建token失败", remoteIp);
  64.             }
  65.         }
  66.     }
  67. }

6       编写.NET WebApi的ActionFilterAttribute令牌验证

WebApiSecurityFilter.cs

  1. using ServiceStack.Redis;
  2. using SSLWebApi.Models;
  3. using System;
  4. using System.Linq;
  5. using System.Net.Http;
  6. using System.Web;
  7. using System.Web.Http.Controllers;
  8. using System.Web.Http.Filters;
  9.  
  10. namespace SSLWebApi.Filter
  11. {
  12.     public class WebApiSecurityFilter : ActionFilterAttribute
  13.     {
  14.         public override void OnActionExecuting(HttpActionContext actionContext)
  15.         {
  16.  
  17.             if (actionContext.ActionDescriptor.ActionName == "Login")
  18.             {
  19.                 //登录成功则生成token
  20.                 base.OnActionExecuting(actionContext);
  21.                 return;
  22.             }
  23.             else
  24.             {
  25.                 //判断token令牌
  26.                 HttpRequestMessage request = actionContext.Request;
  27.                 string staffid = request.Headers.Contains("userid") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("userid").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  28.                 string timestamp = request.Headers.Contains("timestamp") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("timestamp").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  29.                 string nonce = request.Headers.Contains("nonce") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("nonce").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  30.                 string signature = request.Headers.Contains("signature") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("signature").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  31.  
  32.                 if (String.IsNullOrEmpty(staffid) || String.IsNullOrEmpty(timestamp) || String.IsNullOrEmpty(nonce) || String.IsNullOrEmpty(signature))
  33.                 {
  34.                     //令牌检验不通过
  35.                     actionContext.Response = new HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Forbidden);
  36.                     return;
  37.                 }
  38.                 else
  39.                 {
  40.                     string remoteIp = "10.93.85.66";
  41.                     int remotePort = ;
  42.                     string remoteDbPassword = "";
  43.                     using (var client = new RedisClient(remoteIp, remotePort, remoteDbPassword, ))
  44.                     {
  45.                         //令牌检验是否存在这个用户
  46.                         if (client.Exists(staffid) > )
  47.                         {
  48.                             string tempStr = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(client.Get(staffid));
  49.                             if (tempStr.Trim('"').Equals(signature))
  50.                             {
  51.                                 //时间转换成功、时间有效、token值相等
  52.                                 //令牌通过
  53.                                 base.OnActionExecuting(actionContext);
  54.                                 return;
  55.                             }
  56.                             else
  57.                             {
  58.                                 actionContext.Response = new HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Forbidden);
  59.                                 return;
  60.                             }
  61.                         }
  62.                         else
  63.                         {
  64.                             actionContext.Response = new HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Forbidden);
  65.                             return;
  66.                         }
  67.                     }
  68.                 }
  69.             }
  70.         }
  71.  
  72.     }
  73. }

7       编写.NET WebApi的服务端

UserController.cs

  1. using System;
  2. using System.Net;
  3. using System.Web.Http;
  4.  
  5. namespace SSLWebApi.Controllers
  6. {
  7.     [RoutePrefix("api/User")]
  8.     public class UserController : ApiController
  9.     {
  10.         /// <summary>
  11.         /// 获取当前用户信息
  12.         /// </summary>
  13.         /// <param name="msg"></param>
  14.         /// <returns></returns>
  15.         [HttpPost]
  16.         [Route("PostMessage")]
  17.         public string PostMessage(dynamic obj)
  18.         {
  19.             return string.Format("当前输入的消息是:{0}", Convert.ToString(obj.msg));
  20.         }
  21.  
  22.         [Route("GetMachine")]
  23.         public string GetMachine()
  24.         {
  25.             string AddressIP = string.Empty;
  26.             foreach (IPAddress _IPAddress in Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName()).AddressList)
  27.             {
  28.                 if (_IPAddress.AddressFamily.ToString() == "InterNetwork")
  29.                 {
  30.                     AddressIP = _IPAddress.ToString();
  31.                 }
  32.             }
  33.             return string.Format("当前WebApi部署的IP是：{0}", AddressIP);
  34.         }
  35.     }
  36. }

8       编写.NET WebApi的客户端

WebApiHelper.cs

  1. using Newtonsoft.Json;
  2. using System;
  3. using System.IO;
  4. using System.Net;
  5. using System.Text;
  6.  
  7. namespace SSLWebApiClient.Common
  8. {
  9.     public class WebApiHelper
  10.     {
  11.         /// <summary>
  12.         /// Post请求
  13.         /// </summary>
  14.         /// <typeparam name="T"></typeparam>
  15.         /// <param name="url">url</param>
  16.         /// <param name="data">数据</param>
  17.         /// <param name="userid">帐户</param>
  18.         /// <param name="signature">数字签名</param>
  19.         /// <returns></returns>
  20.         public static string Post(string url, string data, string userid, string signature)
  21.         {
  22.             return PostData(url, data, userid, signature);
  23.         }
  24.  
  25.         /// <summary>
  26.         /// Post请求
  27.         /// </summary>
  28.         /// <typeparam name="T"></typeparam>
  29.         /// <param name="url">url</param>
  30.         /// <param name="data">数据</param>
  31.         /// <param name="userid">帐户</param>
  32.         /// <param name="signature">数字签名</param>
  33.         /// <returns></returns>
  34.         public static T Post<T>(string url, string data, string userid, string signature)
  35.         {
  36.             return JsonConvert.DeserializeObject<T>(Post(url, data, userid, signature));
  37.         }
  38.  
  39.         /// <summary>
  40.         ///
  41.         /// </summary>
  42.         /// <param name="webApi"></param>
  43.         /// <param name="queryStr"></param>
  44.         /// <param name="userid"></param>
  45.         /// <param name="signature"></param>
  46.         /// <returns></returns>
  47.         public static string Get(string webApi, string queryStr, string userid, string signature)
  48.         {
  49.             return GetData(webApi, queryStr, userid, signature);
  50.         }
  51.  
  52.         /// <summary>
  53.         /// Get请求
  54.         /// </summary>
  55.         /// <typeparam name="T"></typeparam>
  56.         /// <param name="webApi"></param>
  57.         /// <param name="query"></param>
  58.         /// <param name="queryStr"></param>
  59.         /// <param name="userid"></param>
  60.         /// <param name="signature"></param>
  61.         /// <returns></returns>
  62.         public static T Get<T>(string webApi, string queryStr, string userid, string signature)
  63.         {
  64.             return JsonConvert.DeserializeObject<T>(GetData(webApi, queryStr, userid, signature));
  65.         }
  66.  
  67.         /// <summary>
  68.         /// 获取时间戳
  69.         /// </summary>
  70.         /// <returns></returns>
  71.         private static string GetTimeStamp()
  72.         {
  73.             TimeSpan ts = DateTime.Now - new DateTime(, , , , , , );
  74.             return ts.TotalSeconds.ToString();
  75.         }
  76.  
  77.         /// <summary>
  78.         /// 获取随机数
  79.         /// </summary>
  80.         /// <returns></returns>
  81.         private static string GetRandom()
  82.         {
  83.             Random rd = new Random(DateTime.Now.Millisecond);
  84.             int i = rd.Next(, int.MaxValue);
  85.             return i.ToString();
  86.         }
  87.         /// <summary>
  88.         /// Post请求
  89.         /// </summary>
  90.         /// <param name="url"></param>
  91.         /// <param name="data"></param>
  92.         /// <param name="userid">用户名称</param>
  93.         /// <param name="signature">数字签名</param>
  94.         /// <returns></returns>
  95.         private static string PostData(string url, string data, string userid, string signature)
  96.         {
  97.             try
  98.             {
  99.                 byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(data);
  100.                 HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(url);
  101.  
  102.                 string timeStamp = GetTimeStamp();
  103.                 string nonce = GetRandom();
  104.                 //加入头信息
  105.                 //当前请求用户
  106.                 request.Headers.Add("userid", userid);
  107.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  108.                 request.Headers.Add("timestamp", timeStamp);
  109.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  110.                 request.Headers.Add("nonce", nonce);
  111.                 //当前请求内容的数字签名
  112.                 request.Headers.Add("signature", signature);
  113.  
  114.                 //写数据
  115.                 request.Method = "POST";
  116.                 request.ContentLength = bytes.Length;
  117.                 request.ContentType = "application/json";
  118.                 request.GetRequestStream().Write(bytes, , bytes.Length);
  119.                 //读数据
  120.                 request.Timeout = ;
  121.                 request.Headers.Set("Pragma", "no-cache");
  122.                 HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();
  123.                 Stream streamReceive = response.GetResponseStream();
  124.                 StreamReader streamReader = new StreamReader(streamReceive, Encoding.UTF8);
  125.                 string strResult = streamReader.ReadToEnd();
  126.  
  127.                 //关闭流
  128.                 //reqstream.Close();
  129.                 streamReader.Close();
  130.                 streamReceive.Close();
  131.                 request.Abort();
  132.                 response.Close();
  133.                 return strResult;
  134.             }
  135.             catch (Exception ex)
  136.             {
  137.                 return ex.Message;
  138.             }
  139.         }
  140.  
  141.         /// <summary>
  142.         /// Get请求
  143.         /// </summary>
  144.         /// <param name="webApi"></param>
  145.         /// <param name="queryStr"></param>
  146.         /// <param name="userid"></param>
  147.         /// <param name="signature"></param>
  148.         /// <returns></returns>
  149.         private static string GetData(string webApi, string queryStr, string userid, string signature)
  150.         {
  151.             try
  152.             {
  153.                 HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(webApi + "?" + queryStr);
  154.                 string timeStamp = GetTimeStamp();
  155.                 string nonce = GetRandom();
  156.                 //加入头信息
  157.                 //当前请求用户
  158.                 request.Headers.Add("userid", userid);
  159.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  160.                 request.Headers.Add("timestamp", timeStamp);
  161.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  162.                 request.Headers.Add("nonce", nonce);
  163.                 //当前请求内容的数字签名
  164.                 request.Headers.Add("signature", signature);
  165.  
  166.                 request.Method = "GET";
  167.                 request.ContentType = "application/json";
  168.                 request.Timeout = ;
  169.                 request.Headers.Set("Pragma", "no-cache");
  170.                 HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();
  171.                 Stream streamReceive = response.GetResponseStream();
  172.                 StreamReader streamReader = new StreamReader(streamReceive, Encoding.UTF8);
  173.                 string strResult = streamReader.ReadToEnd();
  174.  
  175.                 streamReader.Close();
  176.                 streamReceive.Close();
  177.                 request.Abort();
  178.                 response.Close();
  179.                 return strResult;
  180.             }
  181.             catch (Exception ex)
  182.             {
  183.                 return ex.Message;
  184.             }
  185.         }
  186.  
  187.     }
  188. }

Program.cs

  1. using System;
  2. using System.IO;
  3. using System.Net;
  4. using System.Text;
  5. using Newtonsoft.Json;
  6. namespace SSLWebApiClient
  7. {
  8.     class Program
  9.     {
  10.         static void Main(string[] args)
  11.         {
  12.             string basicUrl = "http://zhyongfeng.com";
  13.             string html = string.Empty;
  14.             for (int i = ; i < ; i++)
  15.             {
  16.                 //https协议基本认证 Authorization
  17.                 string url = basicUrl + "/api/base/Login?userId=zhyongfeng";
  18.                 ServicePointManager.ServerCertificateValidationCallback = delegate { return true; };
  19.                 HttpWebRequest req = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(url);
  20.                 NetworkCredential credential = new NetworkCredential("zhyongfeng", "");
  21.                 req.Credentials = credential;
  22.                 HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)req.GetResponse();
  23.                 Stream responseStream = response.GetResponseStream();
  24.                 StreamReader streamReader = new StreamReader(responseStream, Encoding.UTF8);
  25.                 html = streamReader.ReadToEnd().Replace("\"", "");
  26.                 Console.WriteLine("Redis Token服务器保存时间为12s");
  27.                 Console.WriteLine(String.Format("Redis服务器返回的Token值为:{0}", html));
  28.             }
  29.             //token设置了12s有效期
  30.             for (int j = ; j < ; j++)
  31.             {
  32.                 System.Threading.Thread.Sleep();
  33.                 string url = basicUrl + "/api/user/PostMessage";
  34.                 Console.WriteLine(Common.WebApiHelper.Post(url, JsonConvert.SerializeObject(new { msg = "hello" }), "zhyongfeng", html));
  35.             }
  36.             for (int j = ; j < ; j++)
  37.             {
  38.                 System.Threading.Thread.Sleep();
  39.                 string url = basicUrl + "/api/user/GetMachine";
  40.                 Console.WriteLine(Common.WebApiHelper.Get(url, null, "zhyongfeng", html));
  41.             }
  42.             Console.Read();
  43.         }
  44.  
  45.     }
  46. }

9       部署WebApi到本机

将WebApi部署到以下10.93.85.66（因网络限制，所以这里只做单个集群，虚拟机ubuntu中的数据redis主要是NAT网络连接方式，使用端口转发进行访问）

10             Nginx集群配置搭建

通过自主义域名zhyongfeng.com：80端口进行负载均衡集群访问，则访问C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts，添加下列“本机IP 自定义的域名”：

  1. 10.93.85.66     zhyongfeng.com

Nginx的集群配置：

  1. worker_processes  1;
  2. events {
  3.     worker_connections  1024;
  4. }
  5.  
  6. http {
  7.     include       mime.types;
  8.     default_type  application/octet-stream;
  9.     sendfile        on;
  10.     keepalive_timeout  65;
  11.  
  12.     upstream zhyongfeng.com {
  13.         server       10.93.85.66:20107;
  14.     }
  15.     server {
  16.         listen       80;
  17.         server_name  localhost;
  18.         location / {
  19.             proxy_pass   http://zhyongfeng.com;
  20.         }
  21.         error_page   500 502 503 504  /50x.html;
  22.         location = /50x.html {
  23.             root   html;
  24.         }
  25.     }
  26. }

运行CMD：

  1. D:\DTLDownLoads\nginx-1.10.2>start nginx
  2.  
  3. D:\DTLDownLoads\nginx-1.10.2>nginx -s reload

11             运行结果

访问集群：http://zhyongfeng.com

WebApi经过Action过滤器，生成了Token值，并存储到Redis，运行结果如下：

12             总结

Nginx集群使用Redis数据库，客户端利用 http basic身份验证，访问WebApi获得Token并将Token存储到Redis内在数据库，通过Token值获取相应的权限数据，这样子可以做到单点登录，集群分布式的身份验证效果。既方便了用户在整个业务领域的系统操作，同时可以为整个公司、集团等各个区域的系统进行统一有效的身份验证管理。

源代码下载：

http://download.csdn.net/download/ruby_matlab/10155491

PDF下载：

Nginx集群之基于Redis的WebApi身份验证.pdf

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