ASP.NET Core跨平台技术内幕

ASP.NET Core设计初衷是开源跨平台、高性能Web服务器，其中跨平台特性较早期ASP.NET是一个显著的飞跃，.NET现可以理直气壮与JAVA同台竞技，而ASP.NET Core的高性能特性更是成为致胜法宝。

ASP.NET Core 2.1+为IIS托管新增In-Process模型并作为默认选项（使用IISHttpServer替代了Kestrel，dotnet程序由IIS网站进程w3wp.exe内部托管）。

为展示ASP.NET Core跨平台特性，本文重点着墨经典的Out-Process托管模型。

宏观设计

为解耦平台web服务器差异，程序内置Http服务组件Kestrel，由web服务器转发请求到Kestrel。

• 老牌web服务器定位成反向代理服务器，转发请求到ASP.NET Core程序（分别由IIS ASP.NET Core Module和Nginx负责）

• 平台web代理服务器、ASP.NET Core程序(dotnet.exe) 均为独立进程，平台自行决定互动细节，只需确保平台web服务器与Kestrel形成Http通信。

Kestrel

与老牌web服务器解耦，实现跨平台部署。

• Kestrel使ASP.NET Core具备了基本web服务器的能力，在内网部署和开发环境完全可使用dotnet.exe自宿模式运行。

• Kestrel定位是Http服务组件，实力还比不上老牌web服务器，在timeout机制、web缓存、响应压缩等不占优势，在安全性等方面还有缺陷。

因此在生产环境中必须使用老牌web服务器反向代理请求。

跨平台管控程序，转发请求

要实现企业级稳定部署：

*nix平台

将ASP.NET Core程序以dotnet.exe自宿模式运行，并配置为系统守护进程（管控应用），再由Nginx转发请求。

以下使用systemd创建进程服务文件 /etc/systemd/system/kestrel-eqidproxyserver.service

<code>[Unit]/<code><code>Description=EqidProxyServer deploy on centos/<code>
<code>[Service]/<code><code>WorkingDirectory=/var/www/eqidproxyserver/eqidproxyServer/<code><code>ExecStart=/usr/bin/dotnet /var/www/eqidproxyserver/eqidproxyServer/EqidProxyServer.dll/<code><code>Restart=always/<code><code># Restart service after 10 seconds if the dotnet service crashes:/<code><code>RestartSec=10/<code><code>TimeoutStopSec=90/<code><code>KillSignal=SIGINT/<code><code>SyslogIdentifier=dotnet-example/<code><code>User=root/<code><code>Environment=ASPNETCORE_ENVIRONMENT=Production/<code><code>Environment=DOTNET_PRINT_TELEMETRY_MESSAGE=false/<code>
<code>[Install]/<code><code>WantedBy=multi-user.target/<code>

<code>// 启用服务，在localhost:5000端口侦听请求/<code><code>sudo systemctl enable kestrel-eqidproxyserver.service /<code>

安装Nginx，并配置Nginx转发请求到localhost:5000:

<code>server {/<code><code> listen 80;/<code><code> server_name default_website;/<code><code> root /usr/share/nginx/html;/<code>
<code> # Load configuration files for the default server block./<code><code> include /etc/nginx/default.d/*.conf;/<code>
<code> location / {/<code><code> proxy_pass http://localhost:5000;/<code><code> proxy_http_version 1.1;/<code><code> proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;/<code><code> proxy_set_header Connection keep-alive;/<code><code> proxy_set_header Host $host;/<code><code> proxy_cache_bypass $http_upgrade;/<code><code> proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;/<code><code> proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;/<code><code> }/<code><code> }/<code>

Windows平台

[ 管控应用、转发请求] 由ASP.NET Core Module(插入在IIS Pipeline中的原生组件，下面简称ACM)一手操办，w3wp.exe、dotnet.exe的互动关系是通过父子进程维系。

下图脚本力证dotnet.exe进程是w3wp.exe创建出来的子进程：

得益此关系，ACM在创建dotnet.exe子进程时能指定环境变量，约定donet.exe接收（IIS转发的请求）的侦听端口。

实际源码看ACM为子进程设定三个重要的环境变量：

• ASPNETCORE_PORT 约定 Kestrel将会在此端口上监听

• ASPNETCORE_APPL_PATH

• ASPNETCORE_TOKEN 约定 携带该Token的请求为合法的转发请求

与ACM夫唱妇随的是UseIISIntegration扩展方法，完成如下工作：

① 启动Kestrel服务在http://localhost:{ASPNETCORE_PORT}上监听

② 根据 {ASPNETCORE_TOKEN} 检查请求是否来自ACM转发

③ 利用ForwardedHeaderMiddleware中间件保存原始请求信息

源码快速验证：

<code>namespace Microsoft.AspNetCore.Hosting/<code><code>{/<code><code> public static class WebHostBuilderIISExtensions/<code><code> {/<code><code> // These are defined as ASPNETCORE_ environment variables by IIS's AspNetCoreModule./<code><code> private static readonly string ServerPort = "PORT";/<code><code> private static readonly string ServerPath = "APPL_PATH";/<code><code> private static readonly string PairingToken = "TOKEN";/<code><code> private static readonly string IISAuth = "IIS_HTTPAUTH";/<code><code> private static readonly string IISWebSockets = "IIS_WEBSOCKETS_SUPPORTED";/<code>
<code> /// <summary>/<code><code> /// Configures the port and base path the server should listen on when running behind AspNetCoreModule./<code><code> /// The app will also be configured to capture startup errors./<code><code> public static IWebHostBuilder UseIISIntegration(this IWebHostBuilder hostBuilder)/<code><code> {/<code><code> var port = hostBuilder.GetSetting(ServerPort) ?? Environment.GetEnvironmentVariable($"ASPNETCORE_{ServerPort}");/<code><code> var path = hostBuilder.GetSetting(ServerPath) ?? Environment.GetEnvironmentVariable($"ASPNETCORE_{ServerPath}");/<code><code> var pairingToken = hostBuilder.GetSetting(PairingToken) ?? Environment.GetEnvironmentVariable($"ASPNETCORE_{PairingToken}");/<code><code> var iisAuth = hostBuilder.GetSetting(IISAuth) ?? Environment.GetEnvironmentVariable($"ASPNETCORE_{IISAuth}");/<code><code> var websocketsSupported = hostBuilder.GetSetting(IISWebSockets) ?? Environment.GetEnvironmentVariable($"ASPNETCORE_{IISWebSockets}");/<code>
<code> bool isWebSocketsSupported;/<code><code> if (!bool.TryParse(websocketsSupported, out isWebSocketsSupported))/<code><code> {/<code><code> // If the websocket support variable is not set, we will always fallback to assuming websockets are enabled./<code><code> isWebSocketsSupported = (Environment.OSVersion.Version >= new Version(6, 2));/<code><code> }/<code>
<code> if (!string.IsOrEmpty(port) && !string.IsOrEmpty(path) && !string.IsOrEmpty(pairingToken))/<code><code> {/<code><code> // Set flag to prevent double service configuration/<code><code> hostBuilder.UseSetting(nameof(UseIISIntegration), true.ToString);/<code>
<code> var enableAuth = false;/<code><code> if (string.IsOrEmpty(iisAuth))/<code><code> {/<code><code> // back compat with older ANCM versions/<code><code> enableAuth = true;/<code><code> }/<code><code> else/<code><code> {/<code><code> // Lightup a new ANCM variable that tells us if auth is enabled./<code><code> foreach (var authType in iisAuth.Split(new[] { ';' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries))/<code><code> {/<code><code> if (!string.Equals(authType, "anonymous", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))/<code><code> {/<code><code> enableAuth = true;/<code><code> break;/<code><code> }/<code><code> }/<code><code> }/<code>
<code> var address = "http://127.0.0.1:" + port;/<code><code> hostBuilder.CaptureStartupErrors(true);/<code><code> hostBuilder.ConfigureServices(services =>/<code><code> {/<code><code> // Delay register the url so users don't accidentally overwrite it./<code><code> hostBuilder.UseSetting(WebHostDefaults.ServerUrlsKey, address);/<code><code> hostBuilder.PreferHostingUrls(true);/<code><code> services.AddSingleton<iserverintegratedauth>(_ => new ServerIntegratedAuth/<iserverintegratedauth>/<code><code> {/<code><code> IsEnabled = enableAuth,/<code><code> AuthenticationScheme = IISDefaults.AuthenticationScheme/<code><code> });/<code><code> services.AddSingleton<istartupfilter>(new IISSetupFilter(pairingToken, new PathString(path), isWebSocketsSupported));/<istartupfilter>/<code><code> services.Configure<forwardedheadersoptions>(options =>/<forwardedheadersoptions>/<code><code> {/<code><code> options.ForwardedHeaders = ForwardedHeaders.XForwardedFor | ForwardedHeaders.XForwardedProto;/<code><code> });/<code><code> services.Configure<iisoptions>(options =>/<iisoptions>/<code><code> {/<code><code> options.ForwardWindowsAuthentication = enableAuth;/<code><code> });/<code><code> services.AddAuthenticationCore;/<code><code> });/<code><code> }/<code><code> return hostBuilder;/<code><code> }/<code><code> }/<code><code>}/<code>

总结

ASP.NET Core跨平台的核心在于 程序内置Kestrel HTTP通信组件，解耦web服务器差异；依平台特性约定Http通信细节。

本文从框架设计初衷、进程模型、组件交互验证我对ASP.NET Core跨平台特性的理解。

+ CentOS上部署ASP.NET Core完整版请参考：https://www.cnblogs.com/JulianHuang/p/10455644.html

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