CAS单点登录V5.3.x的安装与配置指南

# 1. CAS单点登录概述

### 1.1 CAS单点登录简介
CAS（Central Authentication Service）是一种基于Web的单点登录系统，它提供了一种简单且可靠的方法来实现用户在多个应用程序中的身份认证和授权管理。CAS单点登录通过中央认证服务器来负责用户认证，并生成统一的登录票据，然后通过该票据进行用户在不同应用之间的无缝切换。

### 1.2 CAS单点登录的作用和优势
CAS单点登录的主要作用是实现用户的一次登录，即用户只需要在CAS登录页面输入一次用户名和密码，之后就可以访问所有已集成CAS的应用，而无需再次输入账号密码。

CAS单点登录的优势包括：
- 提高用户体验：用户只需登录一次即可访问多个应用，减少了繁琐的登录操作，提高了用户的便利性和效率。
- 提升安全性：CAS采用了多种安全验证机制，包括加密算法、票据管理、会话管理等，有效保护用户的账号和信息安全。
- 简化应用开发：CAS提供了一套标准的认证和授权接口，应用程序只需要通过集成CAS客户端，即可快速实现单点登录功能，减少了开发工作量。

### 1.3 CAS单点登录V5.3.x版本特性介绍
CAS单点登录V5.3.x版本相比于之前的版本，新增了以下特性：
- 强化的密码策略：V5.3.x版本增加了密码策略的配置，包括密码长度、复杂度要求等，提升用户密码的安全性。
- MFA（Multi-Factor Authentication）支持：V5.3.x版本增加了多因素认证的支持，可结合短信验证码、指纹识别等方式提高认证的安全性。
- OAuth2和OpenID Connect支持：V5.3.x版本新增了对OAuth2和OpenID Connect协议的支持，可实现与第三方应用的集成和互操作。
- 改进的日志记录和审计功能：V5.3.x版本提供了更详细的日志记录和审计功能，方便系统管理员进行安全审计和故障排查。

以上是CAS单点登录的概述介绍，接下来将进一步介绍CAS单点登录的安装和配置步骤。

# 2. 安装CAS单点登录V5.3.x

CAS（Central Authentication Service）是一种开放源代码的企业级单点登录系统，通过CAS单点登录，用户只需登录一次，就可以访问多个相互信任的Web应用。CAS单点登录V5.3.x版本在安装和配置上有一些新的特性和变化，本章将介绍CAS单点登录V5.3.x的安装步骤和配置方法。

## 2.1 环境准备和系统要求

在安装CAS单点登录V5.3.x之前，需要确保系统满足以下环境准备和系统要求：

- 操作系统：Linux（推荐）、Windows、MacOS等
- Java环境：JDK 8或以上
- Web容器：Apache Tomcat、Jetty、Apache HTTP Server等
- 内存：建议4GB以上
- 硬盘空间：建议20GB以上
- 网络：确保服务器访问外部网络正常

## 2.2 CAS单点登录安装步骤

### 步骤一：下载CAS单点登录V5.3.x

首先，从CAS官方网站（https://apereo.github.io/cas）上下载CAS单点登录V5.3.x的最新稳定版本。

### 步骤二：安装Java环境

如果系统中尚未安装Java环境，需要先安装JDK 8或以上版本，并配置JAVA_HOME环境变量。

# 安装OpenJDK 11
sudo apt update
sudo apt install default-jdk
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64

### 步骤三：部署CAS单点登录到Web容器

以Apache Tomcat为例，将下载的CAS.war文件部署到Tomcat中。

# 将CAS.war拷贝至Tomcat的webapps目录
cp cas.war /opt/tomcat/webapps/
# 启动Tomcat
/opt/tomcat/bin/startup.sh

### 步骤四：初始化CAS单点登录

访问http://localhost:8080/cas/，根据界面提示初始化CAS单点登录配置。

## 2.3 CAS服务端和客户端的配置

CAS单点登录V5.3.x对服务端和客户端的配置进行了一些优化和调整，包括属性设置、认证策略、协议支持等，需要根据实际需求进行相应的配置和调整。

### 服务端配置

在CAS服务端的配置文件中，可以设置认证方式、属性映射、票据存储等相关参数，并且支持通过Groovy、YAML等方式进行灵活配置。

# cas.properties
cas.authn.accept.users=username1::password1, username2::password2
cas.cas2.success.st.getDirectServiceStrategy.enabled=true
cas.ticket.registry.inMemory.numberOfPartitions=2

### 客户端配置

在CAS客户端应用中，需要配置CAS服务端的地址、服务名称、协议等信息，以便实现与CAS服务端的集成和认证交互。

<!-- cas.properties -->
cas.server-url-prefix=https://sso.example.org:8443/cas
cas.service-parameter-name=service

<!-- web.xml -->
<filter>
  <filter-name>CAS Authentication Filter</filter-name>
  <filter-class>org.jasig.cas.client.authentication.
  AuthenticationFilter</filter-class>
  <init-param>
    <param-name>casServerLoginUrl</param-name>
    <param-value>https://sso.example.org:8443/cas/login</param-value>
  </init-param>
</filter>

经过上述步骤，CAS单点登录V5.3.x将成功安装并配置完成，可以开始进行CAS单点登录的实际使用和集成。

在下一章节中，我们将详细介绍CAS单点登录的认证和授权方式，敬请期待！

# 3. CAS单点登录的认证和授权

### 3.1 认证方式的选择与配置

CAS单点登录支持多种认证方式，可以根据具体情况选择合适的方式进行配置。下面介绍几种常用的认证方式：

- **用户名密码认证**：用户通过输入用户名和密码进行认证。这是最常见的认证方式，适用于大多数Web应用。
- **证书认证**：用户通过使用X.509证书进行认证。适用于需要更高安全级别的应用。
- **手机验证码认证**：用户通过手机短信验证码进行认证。适用于移动应用或需要手机号验证的场景。

在CAS服务端的`cas.properties`文件中进行认证方式的配置，示例如下：

# CAS登录页面认证方式配置
cas.authn.accept.users=username::password
cas.authn.accept.any.password=mypassword

# CAS证书的认证方式配置
cas.authn.sslConfig.isEnabled=true
cas.authn.sslConfig.trustStoreFile=/path/to/truststore
cas.authn.sslConfig.trustStoreType=JKS
cas.authn.sslConfig.trustStorePassword=changeit

### 3.2 CAS服务端的用户认证流程解析

CAS服务端的用户认证流程包括以下几个步骤：

1. 用户访问需要认证的应用，被重定向到CAS登录页面。
2. 用户在CAS登录页面输入用户名和密码进行认证。
3. CAS服务端校验用户名和密码的正确性。
4. 认证成功后，CAS服务端生成一个票据（Ticket）。
5. CAS服务端将票据作为参数重定向到之前访问的应用。
6. 应用根据票据向CAS服务端验证票据的有效性。
7. 验证通过后，应用允许用户访问。

### 3.3 CAS单点登录的授权管理

CAS单点登录不仅可以进行用户认证，还可以进行授权管理。下面介绍几种常用的授权管理方式：

- **基于角色的授权**：CAS服务端可以定义不同的角色，并将用户分配到不同的角色中。应用可以根据用户角色进行权限控制。
- **基于资源的授权**：CAS服务端可以定义不同的资源，并将用户分配到不同的资源中。应用可以根据用户所拥有的资源进行权限控制。
- **自定义授权**：CAS服务端支持自定义的授权策略，可以根据具体业务需求进行灵活配置。

在CAS服务端的`cas.properties`文件中进行授权管理的配置，示例如下：

# 基于角色的授权配置
cas.authz.roles.admin.allowedAttr=adminRole

# 基于资源的授权配置
cas.authz.resources.user.allowedAttr=userResource

# 自定义授权配置
cas.authz.custom.authorizerClass=myCustomAuthorizer

以上是CAS单点登录的认证和授权相关内容，在接下来的章节中，我们将介绍如何将CAS单点登录集成到不同类型的应用中。

# 4. 集成CAS单点登录

#### 4.1 集成CAS单点登录到Web应用

在本节中，我们将介绍如何将CAS单点登录集成到Web应用中。CAS提供了Web应用的单点登录和授权功能，使得用户可以在不同的Web应用之间无缝切换。

首先，我们需要在Web应用的`web.xml`文件中配置CAS的认证过滤器：

<filter>
    <filter-name>CAS Authentication Filter</filter-name>
    <filter-class>org.jasig.cas.client.authentication.AuthenticationFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>casServerLoginUrl</param-name>
        <param-value>https://your-cas-server-url/login</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>serverName</param-name>
        <param-value>https://your-web-app-url</param-value>
    </init-param>
</filter>

<filter-mapping>
    <filter-name>CAS Authentication Filter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

然后，在`web.xml`中配置CAS的单点退出过滤器：

<filter>
    <filter-name>CAS Logout Filter</filter-name>
    <filter-class>org.jasig.cas.client.session.SingleSignOutFilter</filter-class>
</filter>

<filter-mapping>
    <filter-name>CAS Logout Filter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

最后，在Web应用中编写CAS登录成功后的处理逻辑，例如获取CAS用户信息并进行业务逻辑处理：

import org.jasig.cas.client.authentication.AttributePrincipal;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;

// 获取CAS用户信息
AttributePrincipal principal = (AttributePrincipal) request.getUserPrincipal();
String username = principal.getName();
Map<String, Object> attributes = principal.getAttributes();

// 将用户信息存储到session中，进行业务处理
HttpSession session = request.getSession();
session.setAttribute("username", username);
session.setAttribute("attributes", attributes);

通过以上步骤，我们就成功地将CAS单点登录集成到了Web应用中。

#### 4.2 集成CAS单点登录到移动应用

在本节中，我们将介绍如何将CAS单点登录集成到移动应用中。与Web应用不同，移动应用的CAS集成需要使用CAS的OAuth协议支持。

首先，我们需要在CAS服务端配置OAuth协议支持。然后，在移动应用中使用OAuth方式与CAS服务端进行交互，获取访问令牌和用户信息。

示例代码如下（使用Java语言编写的Android移动应用示例）：

// 使用CAS OAuth协议获取访问令牌
String casUrl = "https://your-cas-server-url";
String clientId = "your-client-id";
String clientSecret = "your-client-secret";

String accessToken = getCASAccessToken(casUrl, clientId, clientSecret);

// 使用访问令牌获取CAS用户信息
String userInfo = getCASUserInfo(casUrl, accessToken);

// 对用户信息进行业务处理
processUserInfo(userInfo);

通过以上步骤，我们就成功地将CAS单点登录集成到了移动应用中。

#### 4.3 集成CAS单点登录到其他系统

除了Web应用和移动应用外，CAS单点登录也可以集成到其他系统中，例如前后端分离的SPA（单页面应用）、微服务架构中的微服务等。集成方式主要包括配置CAS认证过滤器和处理CAS登录成功后的逻辑。

不同系统的集成方式略有不同，但都需要遵循CAS的认证流程和协议规范。

在这一节中，我们介绍了将CAS单点登录集成到Web应用、移动应用以及其他系统中的基本步骤和注意事项。

以上是第四章的内容，对于每个小节都进行了详细的介绍和示例代码，希望能够帮助您更好地理解CAS单点登录的集成过程。

# 5. CAS单点登录的安全性和高可用性配置
CAS单点登录系统作为一个关键的身份认证组件，必须具备良好的安全性和高可用性配置，以确保用户信息的安全和系统的稳定运行。本章将重点介绍CAS单点登录系统的安全策略、SSL配置和集群部署与负载均衡方案。

#### 5.1 CAS单点登录的安全策略
在CAS单点登录系统的部署和运维过程中，需要遵循一系列安全策略，以保障用户身份信息和系统安全。这些安全策略包括但不限于：
- 网络安全：保障CAS单点登录系统所在网络的安全，防止未授权访问和恶意攻击。
- 数据加密：对用户身份信息和会话数据进行加密存储和传输，使用安全的加密算法和协议。
- 访问控制：基于角色的访问控制（RBAC）和权限管理，确保用户仅能访问其授权范围内的资源。
- 安全审计：记录并审计用户的登录和操作行为，及时发现异常情况并采取应对措施。

#### 5.2 CAS单点登录的SSL配置
为了保障用户的身份信息在网络传输过程中不被窃取或篡改，CAS单点登录系统通常会采用SSL协议进行加密通信。SSL配置包括证书申请、安装和更新等过程，还需配置强制HTTPS访问，防止明文传输造成的安全风险。

以下是Java语言在Spring Boot框架下的SSL配置示例：

@Configuration
public class SSLConfig {
    @Bean
    public ServletWebServerFactory servletContainer() {
        TomcatServletWebServerFactory tomcat = new TomcatServletWebServerFactory() {
            @Override
            protected void postProcessContext(Context context) {
                SecurityConstraint securityConstraint = new SecurityConstraint();
                securityConstraint.setUserConstraint("CONFIDENTIAL");
                SecurityCollection collection = new SecurityCollection();
                collection.addPattern("/*");
                securityConstraint.addCollection(collection);
                context.addConstraint(securityConstraint);
            }
        };
        tomcat.addAdditionalTomcatConnectors(redirectConnector());
        return tomcat;
    }
    private Connector redirectConnector() {
        Connector connector = new Connector(TomcatServletWebServerFactory.DEFAULT_PROTOCOL);
        connector.setScheme("http");
        connector.setPort(8080); // 非SSL端口
        connector.setSecure(false);
        connector.setRedirectPort(8443); // SSL端口
        return connector;
    }
}

#### 5.3 CAS单点登录集群部署和负载均衡
为了提高CAS单点登录系统的可用性和扩展性，通常会进行集群部署和负载均衡配置。集群部署需要考虑数据同步、会话共享等问题，而负载均衡则需要选择合适的算法和工具进行配置，以实现流量的均衡分配，避免单点故障导致的系统不可用。

以下是Nginx作为负载均衡服务器的配置示例：

http {
    upstream cas_cluster {
        server cas1.example.com;
        server cas2.example.com;
        server cas3.example.com;
    }

    server {
        listen 443 ssl;
        server_name cas.example.com;

        ssl_certificate /path/to/certificate.crt;
        ssl_certificate_key /path/to/private.key;

        location / {
            proxy_pass https://cas_cluster;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        }
    }
}

以上是CAS单点登录系统安全性和高可用性配置的简要介绍，希望对您有所帮助。

# 6. CAS单点登录的故障排查与性能优化

在实际使用过程中，CAS单点登录可能会遇到一些故障，我们需要及时排查并解决。同时，为了确保CAS单点登录系统的性能达到最佳状态，我们还需要进行一些优化工作。本章将介绍CAS单点登录的故障排查与性能优化相关的内容。

#### 6.1 常见故障分析与解决方法

在CAS单点登录使用过程中，可能会出现以下常见故障：

##### 1. 单点登录失败

当用户进行单点登录时，可能会出现登录失败的情况。这时候需要检查以下几个方面：

- 检查CAS服务端是否正常运行，并且可以访问。
- 检查CAS客户端配置是否正确，包括CAS服务端地址、服务编号等。
- 检查用户的身份认证是否成功，如用户名密码是否正确，是否已经通过双因素认证等。

根据具体错误的提示信息进行排查，可以在CAS服务端的日志中查找相关信息。

##### 2. 会话失效

CAS单点登录中，会话的失效可能会导致用户需要重新登录。这种情况可能有以下几个原因：

- 会话超时时间设置过短，需要适当调整会话超时时间。
- CAS客户端的认证凭证过期了，需要重新获取。

针对会话失效的问题，可以通过延长会话超时时间、增加会话保持的方式等来解决。

##### 3. 客户端集成问题

在将CAS单点登录集成到客户端应用中时，可能会遇到一些集成问题。比如，客户端无法正常跳转到CAS登录界面，客户端无法获取到CAS返回的用户信息等。

针对这些问题，可以检查客户端配置是否正确、CAS服务端与客户端是否能正常通信、CAS客户端代码是否正确集成等。

#### 6.2 CAS单点登录的性能监控与调优策略

为了提高CAS单点登录系统的性能，我们可以进行一些监控和调优工作。以下是一些常用的性能监控与调优策略：

##### 1. 监控登录请求的响应时间

通过监控登录请求的响应时间，可以了解登录过程中是否存在耗时较长的环节，并及时排查和优化。可以使用监控工具对登录请求进行定时监控，并记录响应时间信息。

##### 2. 缓存用户信息

CAS单点登录系统中，用户信息可能会被频繁获取。为了减少数据库的查询压力，可以将用户信息缓存到内存中，提高访问速度。

##### 3. 使用连接池

CAS服务端与客户端之间的通信过程中，频繁地建立和关闭连接会带来额外的开销。可以使用连接池管理连接，减少建立和关闭连接的次数，提高性能。

##### 4. 启用集群部署

对于高流量的系统，可以考虑将CAS单点登录部署在多台服务器上，通过负载均衡的方式进行分流，提高系统的整体性能和稳定性。

#### 6.3 CAS单点登录的日常运维管理建议

为了保持CAS单点登录系统的正常运行，我们还需要进行一些日常运维管理工作。以下是一些建议：

##### 1. 定期备份与恢复

定期对CAS服务端和客户端的相关配置进行备份，并建立恢复机制，以便在系统故障或异常情况下能够快速恢复。

##### 2. 定期更新和升级

及时关注CAS单点登录的更新和升级版本，了解新版功能和修复的bug，并进行相应的更新和升级工作，以提高系统的稳定性和安全性。

##### 3. 监控和日志分析

通过监控工具对CAS单点登录系统进行实时监控，并对系统日志进行定期分析，及时发现和解决潜在的问题。

总之，故障排查和性能优化是CAS单点登录系统运维工作中的重点内容。通过对常见故障进行分析和解决，并采取一些性能优化措施，可以保证CAS单点登录系统的稳定性和性能达到最佳状态。