你真的了解ASP.NET Core 部署模型吗？

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以下内容针对 ASP.NET Core2.1，2.2出现IIS进程内寄宿暂不展开讨论--------------------------

相比ASP.NET，ASP.NET Core 2.1出现了3个新的组件:ASP.NET Core Module、Kestrel、dotnet.exe，后面我们会理清楚这三个组件的作用和组件之间的交互原理。

ASP.NET Core 设计的初衷是开源跨平台、高性能Web服务器，ASP.NET Core跨平台特性相对于早期ASP.NET 是一个显著的飞跃，.NET程序可以理直气壮与JAVA同台竞技，而ASP.NET Core的高性能特性更是成为致胜法宝。

1. ASP.NET Core宏观梳理

为实现跨平台部署.Net程序，微软为ASP.NET Core重新梳理了部署架构：

① 由于各平台都有特定web服务器，为解耦差异，采用HTTP通信的方式，将web服务器的请求转发到 ASP.NET Core 程序处理

② ASP.NET Core Web进程（dotnet.exe）会使用一个进程内HTTP服务器：Kestrel，处理转发过来的请求

③ Web服务器现在定位成 反向代理服务器， ASP.NET Core Module组件负责转发请求到内网Kestrel服务器

常规代理服务器，只用于代理内部网络对外网的连接需求，客户机必须指定代理服务器将本来要直接发送到外网web服务器上的http请求发送到代理服务器，常规的代理服务器不支持外部对内部网络的访问请求；

当一个代理服务器能够代理外部网络的主机，访问内部网络，这种代理服务器的方式称为反向代理服务器。

④ Web进程（dotnet.exe）是IIS网站工作进程w3wp.exe 创建出来的子进程，正因为如此，ASP.NET Core Module对网站工作进程 w3wp.exe 设定的进程内环境变量可以被 dotnet.exe 子进程继承。

验证：

- 任务管理器或 tasklist /fi "imagename eq dotnet.exe" 命令找到dotnet.exe进程ID：22792

- wmic process where ProcessId=22972 get ParentProcessId 返回父进程ID:8232

- 任务管理器或 tasklist /fi "pid eq 8232" 命令找到父进程是 w3wp.exe

2. Kestrel：进程内HTTP服务器

与老牌web服务器解耦，实现跨平台部署

- 进程内Http服务器，ASP.NET Core 保持作为独立Web服务器的能力，可将 ASP.NET Core 网站当可执行程序启动，在内网部署和开发环境中我们完全可以使用Kestrel来充当web服务器。

- 客观上Kestrel还是作为Http服务器，功能还比不上老牌的web服务器，可以说在生产环境中要求使用老牌web服务器反向代理请求

Kestrel自诞生之日起还有一些网络安全方面的缺陷，这些缺陷包括一个合适的timeouts，Size limits，和并发数量等

3. ASP.NET Core Module

反向代理服务器的作用是将请求转发给内网的Http服务器，IIS上使用ASP.NET Core Module组件将请求转发到Kestrel Http服务器（注意该组件只在IIS上有效）。

从整个拓扑图上看，请求首先到达内核态Http.sys Driver，该驱动将请求路由到IIS上指定网站；然后Asp.Net Core Module将请求转发给Kestrel服务器。

3.1
组件能力

作为企业级转发组件ASP.NET Core Module需要完成：

① 进程管理：控制web启动进程内Kestrel服务器在某端口上启动，并监听转发请求

② 故障恢复：控制web在1min内崩溃重启

③ 请求转发

④ 启动日志记录： web启动失败，可通过配置将日志输出到指定目录

⑤ 请求头信息转发：dotnet.exe程序需要收到原始的请求信息

代理服务器转发请求时可能丢失的信息：

- 源IP地址丢失

- scheme：原始请求的scheme：https/http丢失（反向代理服务器和Kestrel之间通过Http交互，并不直接记录原始请求的scheme）

- IIS/Nginx等代理服务器可能修改原始请求的Host消息头

⑥ 转发windiws认证token

以上能力，可以参考https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/host-and-deploy/aspnet-core-module?view=aspnetcore-2.1
给出的AspNetCore Module配置参数

3.2
ASP.NET Core Module组件与dotnet.exe 进程结合

自然可以猜想ASP.NET Core Module与UseIISIntegration()关系很密切：

- Web启动的时候，ASP.NET Core Module会通过进程内环境变量指定kestrel监听的端口

- UseIISIntegration() 拿到环境变量进行一系列配置：

① 服务器在http://localhost:{指定端口}上监听

② 根据 token检查请求是否来自AspNet Core Module（非ASPNE TCore Module转发的请求会被拒绝）

③ 保持原始请求信息：利用ForwardedHeaderMiddleware中间件保存原始请求信息，存储在Header

在IIS部署时， UseIISIntegration()会默认为你配置并启用ForwardedHeaderMiddleware 中间件；在linux平台部署需要你手动启用ForwardedHeader middleware

https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/host-and-deploy/proxy-load-balancer?view=aspnetcore-2.2

通过 UseIISIntegration() 源码快速验证：

//------------- 节选自Microsoft.AspNetCore.Hosting.WebHostBuilderIISExtensions---------------------
   public static class@H_502_305@ WebHostBuilderIISExtensions { // These are defined as ASPNETCORE_ environment variables by IIS‘s AspNetCoreModule.
        private static readonly string ServerPort = "PORT"@H_502_305@; private static readonly string ServerPath = "APPL_PATH"@H_502_305@; private static readonly string PairingToken = "TOKEN"@H_502_305@; private static readonly string IISAuth = "IIS_HTTPAUTH"@H_502_305@; private static readonly string IISWebSockets = "IIS_WEBSOCKETS_SUPPORTED"@H_502_305@; /// <summary>
        /// Configures the port and base path the server should listen on when running behind AspNetCoreModule. /// The app will also be configured to capture startup errors. /// </summary>
        /// <param name="hostBuilder"></param>
        /// <returns></returns>
        public static IWebHostBuilder UseIISIntegration(this@H_502_305@ IWebHostBuilder hostBuilder) { if (hostBuilder == null@H_502_305@) { throw new@H_502_305@ ArgumentNullException(nameof(hostBuilder)); } // Check if `UseIISIntegration` was called already
            if (hostBuilder.GetSetting(nameof(UseIISIntegration)) != null@H_502_305@) { return@H_502_305@ hostBuilder; } var port = hostBuilder.GetSetting(ServerPort) ?? Environment.GetEnvironmentvariable($"ASPNETCORE_{ServerPort}"@H_502_305@); var path = hostBuilder.GetSetting(ServerPath) ?? Environment.GetEnvironmentvariable($"ASPNETCORE_{ServerPath}"@H_502_305@); var pairingToken = hostBuilder.GetSetting(PairingToken) ?? Environment.GetEnvironmentvariable($"ASPNETCORE_{PairingToken}"@H_502_305@); var iisAuth = hostBuilder.GetSetting(IISAuth) ?? Environment.GetEnvironmentvariable($"ASPNETCORE_{IISAuth}"@H_502_305@); var websocketsSupported = hostBuilder.GetSetting(IISWebSockets) ?? Environment.GetEnvironmentvariable($"ASPNETCORE_{IISWebSockets}"@H_502_305@); bool@H_502_305@ isWebSocketsSupported; if (!bool.TryParse(websocketsSupported,out@H_502_305@ isWebSocketsSupported)) { // If the websocket support variable is not set,we will always fallback to assuming websockets are enabled.
                isWebSocketsSupported = (Environment.Osversion.Version >= new Version(6,2@H_502_305@)); } if (!string.IsNullOrEmpty(port) && !string.IsNullOrEmpty(path) && !string@H_502[email protected](pairingToken)) { // Set flag to prevent double service configuration
                hostBuilder.UseSetting(nameof(UseIISIntegration),true@H_502[email protected]()); var enableAuth = false@H_502_305@; if (string@H_502[email protected](iisAuth)) { // back compat with older ANCM versions
                    enableAuth = true@H_502_305@; } else@H_502_305@ { // Lightup a new ANCM variable that tells us if auth is enabled.
                    foreach (var authType in iisAuth.Split(new[] { ‘;‘@H_502_305@ },StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries)) { if (!string.Equals(authType,"anonymous"@H_502_305@,StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) { enableAuth = true@H_502_305@; break@H_502_305@; } } } var address = "http://127.0.0.1:" +@H_502_305@ port; hostBuilder.CaptureStartupErrors(true@H_502_305@); hostBuilder.ConfigureServices(services =>@H_502_305@ { // Delay register the url so users don‘t accidently overwrite it.
@H_502_305@ hostBuilder.UseSetting(WebHostDefaults.ServerUrlsKey,address); hostBuilder.PreferHostingUrls(true@H_502_305@); services.AddSingleton<IStartupFilter>(new IISSetupFilter(pairingToken,new@H_502_305@ PathString(path),isWebSocketsSupported)); services.Configure@H_502_305@<ForwardedHeadersOptions>(options =>@H_502_305@ { options.ForwardedHeaders = ForwardedHeaders.XForwardedFor |@H_502_305@ ForwardedHeaders.XForwardedProto; }); services.Configure<IISOptions>(options =>@H_502_305@ { options.ForwardWindowsAuthentication =@H_502_305@ enableAuth; }); services.AddAuthenticationCore(); }); } return@H_502_305@ hostBuilder; } }

ASP.NET Core程序生成源码：

//---------------------------------节选自Microsoft.AspNetCore.Hosting.Internal.WebHost------------------------------------ 
  private@H_502_305@ RequestDelegate BuildApplication() { try@H_502_305@ { _applicationservicesException?@H_502[email protected](); EnsureServer(); var builderFactory = _applicationservices.GetrequiredService<IApplicationBuilderFactory>@H_502_305@(); var builder =@H_502_305@ builderFactory.CreateBuilder(Server.Features); builder.applicationservices =@H_502_305@ _applicationservices; var startupFilters = _applicationservices.GetService<IEnumerable<IStartupFilter>>@H_502_305@(); Action<IApplicationBuilder> configure =@H_502_305@ _startup.Configure; foreach (var filter in@H_502_305@ startupFilters.Reverse()) { configure =@H_502_305@ filter.Configure(configure); // 挨个启动功能 } configure(builder); return@H_502_305@ builder.Build(); } ...... }

IISSetupFilter 内容：

//---------------------------------节选自Microsoft.AspNetCore.Server.IISIntegration.IISSetupFilter------------------------------------ 
namespace@H_502_305@ Microsoft.AspNetCore.Server.IISIntegration { internal class@H_502_305@ IISSetupFilter : IStartupFilter { private readonly string@H_502_305@ _pairingToken; private readonly@H_502_305@ PathString _pathBase; private readonly bool@H_502_305@ _isWebsocketsSupported; internal IISSetupFilter(string pairingToken,PathString pathBase,bool@H_502_305@ isWebsocketsSupported) { _pairingToken =@H_502_305@ pairingToken; _pathBase =@H_502_305@ pathBase; _isWebsocketsSupported =@H_502_305@ isWebsocketsSupported; } public Action<IApplicationBuilder> Configure(Action<IApplicationBuilder>@H_502_305@ next) { return app =>@H_502_305@ { app.UsePathBase(_pathBase);  app.UseForwardedHeaders(); // 转发时保持原始请求，放在header里面传给kestrel app.UseMiddleware<IISMiddleware>@H_502_305@(_pairingToken,_isWebsocketsSupported); // 阻止非aspnetcore module转发的请求  next(app); }; } } }

着重理解下UseIISIntegration第②点配置： 怎样拒绝非ASP. NET Core Module 转发的请求？

① AspNetCore Module 为w3wp.exe 工作进程设置进程内环境变量 ASPNETCORE_TOKEN=******

② dotnet.exe进程继承了父进程 ASPNETCORE_TOKEN=****** 环境变量

③ AspNetCore Module转发请求到kestrel时，会在Request里面加上一个 MS-ASPNETCORE-TOKEN：****** 的请求头；非AspNetCore Module自然没有该请求头

④ IISMiddleware中间件：请求头中匹配该ASPNETCORE_TOKEN=******的请求是有效的。

//---------------节选自Microsoft.AspNetCore.Server.IISIntegration.IISMiddleware----------------------
public async@H_502_305@ Task Invoke(HttpContext httpContext) { if (!string@H_502[email protected](_pairingToken,httpContext.Request.Headers[MSAspNetCoretoken],StringComparison.Ordinal)) { _logger.LogError($"‘{MSAspNetCoretoken}‘ does not match the expected pairing token ‘{_pairingToken}‘,request rejected."@H_502_305@); httpContext.Response.StatusCode =@H_502_305@ StatusCodes.Status400BadRequest; return@H_502_305@; } ...... }

附：部署在IIS后面的Kestrel 也是一个web服务器，怎样Hack访问搭配ASP.NET Core Module的Kestrel服务器？

按照上文的理论，部署在IIS后面的dotnet.exe程序是依靠 AspNetCore Module 设定的进程内环境变量ASPNETCORE-TOKEN来识别【非AspNetCore Module转发的请求】。

因此，理论上将该PairToken拷贝到请求头，可访问部署在IIS后面的Kestrel 服务器（这是一个hack行为，对于理解部署图很有帮助）。

操作方式如下：

① 在任务管理器中找到你要分析的dotnet进程，tasklist /fi "imagename eq dotnet.exe" ，找到要分析{ pid }

② 找到该进程占用port ： netstat -ano | findstr {pid}

③ 利用输出的port： curl localhost：{port} --verbose：会提示400 badrequest，这与源码的返回一致

④ 从error log 中拷贝出该环境变量：ASPNETCORE_TOKEN

‘MS-ASPNETCORE-TOKEN‘ does not match the expected pairing token ‘4cdaf1fd-66d5-4b64-b05f-db6cb8d5ebe5‘,request rejected.

⑤ 在request中添加 MS-ASPNETCORE-TOKEN:****** 请求头

【实际上，可以在ASP.NET Core dotnet.exe程序内写日志输出 ASPNETCORE_TOKEN 环境变量值。】

//---------------------截取自 System.Environment类 -------------------
// Retrieves the value of an environment variable from the current process or from  the Windows operating system registry key for the current user or local machine
public static string GetEnvironmentvariable(string@H_502_305@ variable,EnvironmentvariableTarget target);

//  Retrieves the value of an environment variable from the current process.
public static string GetEnvironmentvariable(string variable);

时间：2019-04-03 09:02:22 阅读（20）

你真的了解ASP.NET Core 部署模型吗？

1. ASP.NET Core宏观梳理

2. Kestrel： 进程内HTTP服务器

3. ASP.NET Core Module

3.1 组件能力

3.2 ASP.NET Core Module组件与dotnet.exe 进程结合

附：部署在IIS后面的Kestrel 也是一个web服务器，怎样Hack访问搭配ASP.NET Core Module的Kestrel服务器？

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2. Kestrel：进程内HTTP服务器

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3.2
ASP.NET Core Module组件与dotnet.exe 进程结合