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利用memcached实现CAS单点登录集群部署-创新互联

前言：利用memcached实现CAS单点登录集群部署
参考信息：https://github.com/magro/memcached-session-manager/wiki/SetupAndConfiguration https://code.google.com/archive/p/memcached-session-manager/wikis/SetupAndConfiguration.wiki

目前成都创新互联公司已为超过千家的企业提供了网站建设、域名、网络空间、网站托管运营、企业网站设计、青田网站维护等服务，公司将坚持客户导向、应用为本的策略，正道将秉承"和谐、参与、激情"的文化，与客户和合作伙伴齐心协力一起成长，共同发展。
  • 负载均衡：
    将接口请求的有状态性变成无状态性。是我们在实现负载均衡时必要要解决的问题。以应用接口的session状态为例，一般解决方法都是将session数据和应用进行剥离，session数据统一保存到同一个数据源中，数据源就是保存数据的地方，我们常使用的MySQL数据库就是一个数据源。通常为了性能更高，数据源一般采用内存数据库(memcached、redis)。每当用户访问应用集群时，该请求被随机分配到任何一个节点，节点访问同一个数据源取session信息，保证了多个节点获取到的session状态是一致的。
  • 软件版本：
应用名称 端口 版本 主机IP
Nginx80881.0.1192.168.7.2
CAS-TomcatA80897.0.35192.168.7.3
n1:libevent2.1.8192.168.7.3
n1:memcached223221.5.12192.168.7.3
n1:magent120001.5.12192.168.7.3
CAS-TomcatB80897.0.35192.168.7.4
n2:libevent2.1.8192.168.7.4
n2:memcached223221.5.12192.168.7.4
n2:magent120001.5.12192.168.7.4

  • 应用架构图：
    利用memcached实现CAS单点登录集群部署

    实现思路

    CAS（Central Authentication Service）单点登录的实现依赖了spring-webflow和TGT的ST校验，其中spring-webflow使用到了session数据，TGT对ST校验使用到了内存中的数据。将这两个功能的数据和应用剥离，便是我们实现CAS集群化的关键。TGT对ST校验使用了java类：TicketRegistry。

  • spring-webflow：是基于Spring MVC，实现应用程序的"流程化"，用于指导业务逻辑按照固定的流程进行。对应的数据时保存到server的session中。
  • TicketRegistry：CAS票据，存储在TicketRegistry中，而TicketRegistry是存储在内存中的，CAS为了扩展，提供了支持TicketRegistry分布式的接口：org.jasig.cas.ticket.registry.AbstractDistributedTicketRegistry。通过实现这个接口，将TGT等数据放到内存数据库中。

步骤

    主要只有三个步骤：
        1.安装memcached并配置magent代理
        2.session共享的配置
        3.TicketRegistry内存数据剥离的配置

一：安装memcached并配置magent代理

    192.168.7.3和192.168.7.4两个节点下都要安装memcached和magent，安装步骤只用192.168.7.3举例。
  • 简介
    安装memcached时，需要先安装依赖库-libevent。libevent是一个强大的跨平台事件通知库，在 memcached 中 libevent 被用来处理网络事件(连接请求，读和写) 或者被用来实现定时器。 使用 libevent 需要包含头文件 event.h, 并且在 GCC 链接时需要使用选项 -levent。
  • 下载地址
    libevent：https://libevent.org/
    memcached：http://memcached.org/downloads
    本文末提供百度网盘的下载链接。
  • 安装libevent和memcached
    创建一个新的文件夹，将libevent和memcached放入其中，并解压，结果如下图。
    利用memcached实现CAS单点登录集群部署
    • libevent安装命令如下：
      #安装libevent-使用root账号。
# tar -zxvf libevent-2.1.8-stable.tar.gz
# cd libevent-2.1.8-stable
#./configure -prefix=/usr && make && make install
#chmod -R 755 /usr/include 
#chmod命令对其他用户授权了libevent的使用权限，非root用户也可以使用libevent。libevent的github地址：https://github.com/libevent/libevent

      执行结果截图：
      利用memcached实现CAS单点登录集群部署

    • memcached安装命令如下：
      #root用户安装memcached
# tar -zxvf memcached-1.5.12.tar.gz
# cd memcached-1.5.12
# ./configure -with-libevent=/usr --prefix=/usr/local/memcached && make && make install
#chmod -R 755 /usr/local/memcached/ 
#chmod命令对其他用户授权了memcached的使用权限，非root用户也可以使用memcached。

      执行结果截图：
      利用memcached实现CAS单点登录集群部署

    • 启动命令，可使用非root用户启动：
      # /usr/local/memcached/bin/memcached -d -m 256 -p 22322 -c 1024 /tmp/memcached.pid
无日志输出，且ps -ef | grep memcached 后出现进程，则为成功。
如果想查看memcached的日志详情，可以追加上-vv >> /tmp/memcached.log 2>&1参数。日志级别有三个，v最低，vv中等，vvv最详细。
启动参数说明：
    -d 选项是启动一个守护进程。
    -m 是分配给Memcache使用的内存数量，单位是MB，默认64MB。
    -p 是设置Memcache的TCP监听的端口，最好是1024以上的端口。
    -c 选项是大运行的并发连接数，默认是1024。
    -P 是设置保存Memcache的pid文件。
      • 检查memcached的运行状态：
        首先用telnet 127.0.0.1 22322这样的命令连接上memcache，然后直接输入stats就可以得到当前memcache的状态。退出使用"ctrl+]"，再输入quit，进行退出。参数解读参考：https://blog.csdn.net/andy_dou/article/details/84811715
      • 停止命令：
        # kill -9 pid
    • magent安装：
      1.执行以下命令修改文件
      # mkdir magent
#mv magent-0.5.tar.gz magent/
#cd magent/
# tar -zxvf magent-0.5.tar.gz 
# /sbin/ldconfig
# sed -i "s#CFLAGS = -Wall -O2 -g#CFLAGS =-lrt -Wall -O2 -g#g" Makefile
# sed -i "s#LIBS = -levent#LIBS = -levent -lm#g" Makefile

      2.修改ketama.h文件：在第一行加入以下三行代码
      #ifndef SSIZE_MAX
      #define SSIZE_MAX 32767
      #endif
      3.执行编译命令
      #make
      编译成功后会在该目录下生成magent启动脚本。
      4.执行启动命令
      #./magent -n 51200 -l 192.168.7.3 -p 12000 -s 192.168.7.3:22322 -b 192.168.7.4:22322
      192.168.7.4主机上为：./magent -n 51200 -l 192.168.7.4 -p 12000 -s 192.168.7.4:22322 -b 192.168.7.3:22322。让两个memcached互为主备。
      启动参数说明：
      -n 大连接数。
      -l 代理的IP地址，即magent的访问IP。
      -p 代理的端口地址，即magent的访问端口。
      -s 代理的主节点，可以使用多个-s参数，代理多个主节点。
      -b 代理的备份节点，可以使用多个-b参数，代理多个备份节点。
      具体参数介绍可以使用./magent -help命令查询。
      5.测试magent代理
      使用“telnet 192.168.7.3 12000”连接到magent代理上，执行“set test 0 0 2”的插入数据操作，退出12000连接。再次连接“telnet 192.168.7.3 22322”，执行“get test”命令，看是否可以输出数据；连接“telnet 192.168.7.4 22322”，执行“get test”命令，看结果是否一致。一致则为成功。
      如图：
      利用memcached实现CAS单点登录集群部署

二：session共享的配置

    session共享完全由tomcat来实现，不必修改web应用。本文忽略Nginx实现负载的相关配置。
  • 上传session共享所需的jar包
    将以下jar包放到tomcat的lib下。本文是采用kryo序列化来实现session的序列化，不同的序列化实现方式，只是引用的jar包不同，方法一致。据说kryo效率比较高。
    相关jar包如下文：
        asm-5.0.3.jar
    kryo-3.0.3.jar
    kryo-serializers-0.37.jar
    memcached-session-manager-1.9.5.jar
    memcached-session-manager-tc7-1.9.5.jar
    minlog-1.3.0.jar
    msm-kryo-serializer-1.9.5.jar
    objenesis-2.1.jar
    reflectasm-1.10.1.jar
    spymemcached-2.12.0.jar

  • 修改tomcat的配置文件
    tomcat的conf目录下的context.xml文件，先把默认的context.xml文件内容清空，再将以下代码复制到context.xml中。其中memcachedNodes是memcached地址，多个memcached使用需","隔开。

                
            
            
            

                    
                    WEB-INF/web.xml
  • 修改tomcat的conf/server.xml文件
    修改server.xml中Engine标签，在其标签中添加jvmRoute="tomcat1"属性，用于区分多个tomcat应用

  • 检验Session共享
    利用如下代码生成test.jsp，并将jsp放入tomcat的webapps中的工程里，可以访问到的地方。

            <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
                pageEncoding="UTF-8"%>
        
    
        SessionID:<%=session.getId()%>
        
    
        SessionIP:<%=request.getServerName()%>
        
    
        SessionPort:<%=request.getServerPort()%>
        
    **分别**访问两个tomcat，只要session的后缀结尾类似于"-n1.tomcat1 "即为成功，sessionid是不一致的也是正确的。如下图

利用memcached实现CAS单点登录集群部署
利用memcached实现CAS单点登录集群部署

三：将TicketRegistry内存数据写入memcached

1.在cas的tomcat容器中添加一下jar包
    tomcat的路径：/webapps/cas_sso/WEB-INF/lib/
        asm-5.0.3.jar
        cas-server-integration-memcached-3.5.1.jar
        kryo-3.0.3.jar
        minlog-1.3.0.jar
        reflectasm-1.10.1.jar
        spymemcached-2.12.0.jar
2.修改ticketRegistry.xml文件
    文件在Tomact中的路径：/webapps/cas_sso/WEB-INF/spring-configuration/ticketRegistry.xml
    备份ticketRegistry.xml，并创建新的ticketRegistry.xml文件，内容如下：
            
            
            
            
                    
                        
                            
                                
                            
                        
                    
                    
                    
                

                
            
参数说明：
    ：memcached的地址，多个用逗号隔开。
    ：TGT超时时间(秒)
    ：ST超时时间(秒)

3.重启应用测试
使用Nginx做负载，代理两个CAS服务端。
1.通过浏览器访问Nginx单点登录登陆后，通过日志查看访问到哪个CAS节点，将该节点stop。
2.再次通过浏览器访问Nginx，查看是否需要登录，正常情况是不需要登录的。成功后标识session共享成功。
3.通过浏览器进行cas客户端访问，如果没有跳转单点，则TGT数据保存到memcached共享成功。

后续：memcached的安全

使用memcached应用时，只需要能连接上主机端口就能用，如果放到互联网上，这是很不安全的操作。使用memcached时，不要使用默认端口，换个1024以上的端口。针对于这个安全一般有三个解决方案，但每一种都有各自的局限性，可以根据自己的业务来做选择。
1.双网卡：应用服务选择外网的网卡，memcached使用内网的网卡。
2.设置防火墙：使用主机的iptables进行白名单放行，阻止非信任的访问请求。
3.memcached开启SASL认证。1.4.3版本后支持此功能。

附件信息
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