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Spring Boot-实现Undertow服务器同时支持HTTP2、HTTPS

这篇文章考虑如何让Spring Boot应用程序同时支持HTTP和HTTPS两种协议。Spring Boot的web容器已经有容器可以支持HTTP2了,这个例子中选择了Undertow高性能服务器作为Spring Boot的web容器。

作者:养码场007来源:今日头条|2018-12-18 10:07

 前言

如今,企业级应用程序的高性能安全加密的常见场景是同时支持HTTP和HTTPS两种协议,这篇文章考虑如何让Spring Boot应用程序同时支持HTTP和HTTPS两种协议。Spring Boot的web容器已经有容器可以支持HTTP2了,这个例子中选择了Undertow高性能服务器作为Spring Boot的web容器。

What-什么是HTTP2

HTTP2是HTTP协议自1999年HTTP1.1发布后的首个更新,主要基于SPDY协议。由互联网工程任务组(IETF)的 Hypertext Transfer Protocol Bis(httpbis)工作小组进行开发。该组织于2014年12月将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论,于2015年2月17日被批准。HTTP2标准于2015年5月以RFC7540正式发表。

Why-为什么要用HTTP2

HTTP2是第二代的HTTP协议,关于HTTP2的优点这里就不阐述了,可以参考下面链接文章了解:http://ju.outofmemory.cn/entr...。

下图是Akamai 公司建立的一个官方的演示,主要用来说明在性能上HTTP/1.1和HTTP/2在性能升的差别。同时请求 379 张图片,HTTP/1.1加载用时4.54s,HTTP/2加载用时1.47s,大家可以通过 https://http2.akamai.com/demo 来感受下HTTP2的提速。

What-什么是HTTPS

要说HTTPS我们得先说SSL(Secure Sockets Layer,安全套接层),这是一种为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议,SSL在网络传输层对网络连接进行加密。SSL协议可以分为两层:SSL记录协议(SSL Record Protocol),它建立在可靠的传输协议如TCP之上,为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能支持;SSL握手协议(SSL Handshake Protocol),它建立在SSL记录协议之上,用于在实际数据传输开始之前,通信双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。在Web开发中,我们是通过HTTPS来实现SSL的。HTTPS是以安全为目标的HTTP通道,简单来说就是HTTP的安全版,即在HTTP下加入SSL层,所以说HTTPS的安全基础是SSL,不过这里有一个地方需要小伙伴们注意,就是我们现在市场上使用的都是TLS协议(Transport Layer Security,它来源于SSL),而不是SSL,由于SSL出现较早并且被各大浏览器支持因此成为了HTTPS的代名词。

Why-为什么要用HTTPS

超文本传输协议HTTP协议被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息。HTTP协议以明文方式发送内容,不提供任何方式的数据加密,如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文,就可以直接读懂其中的信息,因此HTTP协议不适合传输一些敏感信息,比如信用卡号、密码等。

为了解决HTTP协议的这一缺陷,需要使用另一种协议:安全套接字层超文本传输协议HTTPS。为了数据传输的安全,HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议,SSL依靠证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信加密。

HTTPS和HTTP的区别主要为以下四点:

一、https协议需要到ca申请证书,一般免费证书很少,需要交费。

二、http是超文本传输协议,信息是明文传输,https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。

三、http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。

四、http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全。

How-如何使用HTTPS和HTTP

如果你使用Spring Boot,并且想在内嵌服务器中添加HTTPS,需要如下步骤:

要有一个SSL证书,买的或者自己生成的。

在Spring Boot中启动HTTPS。

将HTTP重定向到HTTPS(可选)。

一.通过云平台获取SSL证书

证书获取有两种方式,一种是自己通过jdk的keytool命令生成,一种是通过证书授权机构购买,本文为了方便采用第二种从阿里云购买证书。

去阿里云购买证书(免费版),并提交审核资料



下载SSL证书

在证书目录下执行阿里云提供的命令,密码都填 pfx-password.txt 中的内容(三次),会生成 javalsj.jks 文件。

  1. keytool -importkeystore -srckeystore 214533136960974.pfx -destkeystore javalsj.jks -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS 

二.通过jdk自带的keytool工具进行生成

生成证书(在要生成证书的目录下,按着 Shit 建同时鼠标右键出现[在此处打开命令窗口])

  1. keytool -genkey -alias test -keyalg RSA -keysize 1024 -keystore charleslai -validity 365 

利用"keytool -list -v -keystore charleslai.jks"查看JKS中生成的证书的详细信息

利用“keytool -alias test -exportcert -keystore test.jks -file charleslai.cer”,导出证书,并可以双击打开证书查看证书信息

在Spring Boot中启动HTTPS和HTTP2

将charleslai.jks复制到Spring Boot应用的resources目录下

在application.properties中配置证书及端口,密码填写第3步中的密码

  1. ##################################---Undertow服务器支持HTTPS服务---############################################## 
  2.  
  3. server.http2.enabled=true 
  4.  
  5. server.servlet.context-path=/blog 
  6.  
  7. custom.server.http.port=8080 
  8.  
  9. server.port=8443 
  10.  
  11. server.ssl.key-store=classpath:javalsj.jks 
  12.  
  13. server.ssl.key-store-password=214533136960974 
  14.  
  15. server.undertow.worker-threads=20 
  16.  
  17. server.undertow.buffer-size=512 
  18.  
  19. server.undertow.io-threads=2 

此配置会使Undertow容器监听8443端口,那么只有在域名前添加 https://才能访问网站内容,添加http://则不行,所以需要让Undertow容器监听8080端口,并将8080端口的所有请求重定向到8443端口,即完成http到https的跳转。

将HTTP重定向到HTTPS(可选)

工程使用Gradle集成轻量级高性能非阻塞服务器undertow所需要的jar包:

compile group: 'org.springframework.boot', name: 'spring-boot-starter-undertow'

然后编写代码如下:

  1. package com.javalsj.blog.configuration; 
  2.  
  3. import org.springframework.beans.factory.annotation.Value; 
  4.  
  5. import org.springframework.boot.web.embedded.undertow.UndertowServletWebServerFactory; 
  6.  
  7. import org.springframework.boot.web.servlet.server.ServletWebServerFactory; 
  8.  
  9. import org.springframework.context.annotation.Bean; 
  10.  
  11. import org.springframework.context.annotation.Configuration; 
  12.  
  13. import io.undertow.Undertow; 
  14.  
  15. import io.undertow.servlet.api.SecurityConstraint; 
  16.  
  17. import io.undertow.servlet.api.SecurityInfo; 
  18.  
  19. import io.undertow.servlet.api.TransportGuaranteeType; 
  20.  
  21. import io.undertow.servlet.api.WebResourceCollection; 
  22.  
  23. /** 
  24.  
  25. * @description 采用Undertow作为服务器,支持Https服务配置 
  26.  
  27. * @author WANGJIHONG 
  28.  
  29. * @date 2018年3月7日 下午8:34:18 
  30.  
  31. * @Copyright 版权所有 (c) www.javalsj.com 
  32.  
  33. * @memo 备注信息 
  34.  
  35. */ 
  36.  
  37. @Configuration 
  38.  
  39. public class WebServerConfiguration { 
  40.  
  41. /** 
  42.  
  43. * http服务端口 
  44.  
  45. */ 
  46.  
  47. @Value("${custom.server.http.port}"
  48.  
  49. private Integer httpPort; 
  50.  
  51. /** 
  52.  
  53. * https服务端口 
  54.  
  55. */ 
  56.  
  57. @Value("${server.port}"
  58.  
  59. private Integer httpsPort; 
  60.  
  61. /** 
  62.  
  63. * 采用Undertow作为服务器。 
  64.  
  65. * Undertow是一个用java编写的、灵活的、高性能的Web服务器,提供基于NIO的阻塞和非阻塞API,特点: 
  66.  
  67. * 非常轻量级,Undertow核心瓶子在1Mb以下。它在运行时也是轻量级的,有一个简单的嵌入式服务器使用少于4Mb的堆空间。 
  68.  
  69. * 支持HTTP升级,允许多个协议通过HTTP端口进行多路复用。 
  70.  
  71. * 提供对Web套接字的全面支持,包括JSR-356支持。 
  72.  
  73. * 提供对Servlet 3.1的支持,包括对嵌入式servlet的支持。还可以在同一部署中混合Servlet和本机Undertow非阻塞处理程序。 
  74.  
  75. * 可以嵌入在应用程序中或独立运行,只需几行代码。 
  76.  
  77. * 通过将处理程序链接在一起来配置Undertow服务器。它可以对各种功能进行配置,方便灵活。 
  78.  
  79. */ 
  80.  
  81. @Bean 
  82.  
  83. public ServletWebServerFactory undertowFactory() { 
  84.  
  85. UndertowServletWebServerFactory undertowFactory = new UndertowServletWebServerFactory(); 
  86.  
  87. undertowFactory.addBuilderCustomizers((Undertow.Builder builder) -> { 
  88.  
  89. builder.addHttpListener(httpPort, "0.0.0.0"); 
  90.  
  91. // 开启HTTP2 
  92.  
  93. builder.setServerOption(UndertowOptions.ENABLE_HTTP2, true); 
  94.  
  95. }); 
  96.  
  97. undertowFactory.addDeploymentInfoCustomizers(deploymentInfo -> { 
  98.  
  99. // 开启HTTP自动跳转至HTTPS 
  100.  
  101. deploymentInfo.addSecurityConstraint(new SecurityConstraint() 
  102.  
  103. .addWebResourceCollection(new WebResourceCollection().addUrlPattern("/*")) 
  104.  
  105. .setTransportGuaranteeType(TransportGuaranteeType.CONFIDENTIAL) 
  106.  
  107. .setEmptyRoleSemantic(SecurityInfo.EmptyRoleSemantic.PERMIT)) 
  108.  
  109. .setConfidentialPortManager(exchange -> httpsPort); 
  110.  
  111. }); 
  112.  
  113. return undertowFactory; 
  114.  
  115.  

验证HTTPS和HTTP2开启成功

重启服务,即完成了HTTP到HTTPS的升级,且能自动跳转HTTPS,让网站更安全。输入http://localhost:8080/blog/swagger-ui.html后回车地址栏自动跳转至https://localhost:8443/blog/swagger-ui.html,如图:

使用Chrome浏览器的console控制台,输入脚本后回车查看HTTP2是否开启,脚本如下:

  1. (function(){ 
  2.  
  3. // 保证这个方法只在支持loadTimes的chrome浏览器下执行 
  4.  
  5. if(window.chrome && typeof chrome.loadTimes === 'function') { 
  6.  
  7. var loadTimes = window.chrome.loadTimes(); 
  8.  
  9. var spdy = loadTimes.wasFetchedViaSpdy; 
  10.  
  11. var info = loadTimes.npnNegotiatedProtocol || loadTimes.connectionInfo; 
  12.  
  13. // 就以 「h2」作为判断标识 
  14.  
  15. if(spdy && /^h2/i.test(info)) { 
  16.  
  17. return console.info('本站点使用了HTTP/2'); 
  18.  
  19.  
  20.  
  21. console.warn('本站点没有使用HTTP/2'); 
  22.  
  23. })(); 
Spring Boot-实现Undertow服务器同时支持HTTP2、HTTPS

总结

本文只是介绍了Undertow服务器的HTTPS支持,Spring Boot支持Jetty,Tomcat等服务器,不同的服务器实现可以查资料了解,嘿嘿

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】


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