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2020
10-24

详解Java Web如何限制访问的IP的两种方法

前一阵子因为在做项目时碰到了这个功能，现在好好总结一下，至于为什么要限制IP访问，我就不多说了。然后百度了一下，现在主要有两种方式去限制IP访问，第一种是最简单的方便的，第二种是通过过滤器来限制访问。下面我简单介绍一下第一种方式，着重介绍第二种。

第一种方式（Tomcat配置项配置允许或限制IP访问）

这种是最简单的快捷的，主要就涉及Tomcat的server.xml配置。

第一步：找到server.xml文件在哪，在Tomcat的目录下的conf文件夹下。
第二步：打开server.xml文件，找到Host节点，在其中加上：

<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve" 
	allow="127.0.0.1" 
	deny=""/>

其中：
className：表示java类名，必须是
org.apache.catalina.valves.RemoteHostValve或org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve；
allow：表示允许的IP，支持模糊(* )、正则，多个用,隔开；
deny：表示限制的IP，支持模糊( *)、正则；多个用,隔开。
注：如果是限制某一个站点（网站）则在Context节点中添加。
第三步：重启Tomcat。

第二种方式（通过Filter过滤器来配置允许或限制IP访问）

（1）代码实现的思路
  通过增加配置文件properties，将允许访问的IP按一定规则配置进去；接下来再对配置文件（这里尚且叫做配置文件）进行加载；然后再对配置文件的格式要求通过正则进行校验；其次将配置的IP通过一个集合进行收集，可收集单条IP或一个IP的正则，因为我们这里需要用到模糊；最后对访问者的IP与集合中的进行比对，比对通过则正常访问，否则。反之。
  在配置文件中提供三种最常见的IP配置方式：

单个IP地址的配置,多个之间用逗号或分好隔开；
例如：192.168.1.50;127.0.0.1;IP地址区间方式的配置,多个区间用逗号或分好隔开；
例如：172.20.32.10-172.20.32.11;172.20.32.88-172.20.32.89通配符,多个用逗号或分好隔开。
例如：172.20.30.*

（2）具体实现代码
第一步：编写配置文件/Test/src/com/config/ipConfig.properties；

#单个IP地址的配置,多个之间用逗号或分好隔开
allowIP=192.168.1.50;127.0.0.1;

#IP地址区间方式的配置,多个区间用逗号或分好隔开
allowIPRange=172.20.32.10-172.20.32.11;172.20.32.88-172.20.32.89

#通配符,多个用逗号或分好隔开
allowIPWildcard=172.20.30.*;

第二步：新建Java类实现Filter；
第三步：在web.xml中配置过滤器；

<!-- 过滤器 -->
 
 <!-- ip过滤器，过滤所有请求地址 -->
 <filter>
 	<filter-name>IPFilter</filter-name>
 	<filter-class>com.filter.IpFilter</filter-class>
 </filter>
 <filter-mapping>
  <filter-name>IPFilter</filter-name>
  <url-pattern>/*</url-pattern>
 </filter-mapping>
 
 <!-- 结束过滤器 -->

第四步：我们需要声明一个全局变量List来存放允许访问的IP或正则式；

//声明的代码：
//用来存放允许访问的ip
private List<String> allowList = new ArrayList<String>();

第五步：需要对配置文件进行加载；在方法init中

//加载的代码：
//将文件转化成流
InputStream inputStream = IpFilter.class.getResourceAsStream("../config/ipConfig.properties");
		
Properties properties = new Properties();
		
//通过Properties对象实例加载流
properties.load(inputStream);
		
//获取三种配置方式的值
String allowIP = properties.getProperty("allowIP");
String allowIPRange = properties.getProperty("allowIPRange");
String allowIPWildcard = properties.getProperty("allowIPWildcard");

第六步：校验配置文件格式；在方法init中

//校验的部分代码
//如果为空，说明用户没添加该项，不做处理
if(allow == null || "".equals(allow.trim())) {
	return true;
} else {
	//在最后面没有,或;的给添上
	if(!allow.endsWith(";") && !allow.endsWith(",")) {
		allow += ";";
	}
	//如果匹配，则返回true
	if(pattern.matcher(allow).matches()) {
		return true;
	}
}

第七步：获取每种配置方式的IP；在方法init中

/*
 * 将每一种配置方法放置到allowList中
 */
//将第一种配置方法放到allowList中
if(null != allowIP && !"".equals(allowIP.trim())) {
	String[] allowIPs = allowIP.split(",|;");
	for(String ip : allowIPs) {
		allowList.add(ip);
	}
}

//将第二种配置方法放到allowList中
if(null != allowIPRange && 
		!"".equals(allowIPRange.trim())) {
	//先进行每一段的分割
	String[] allowIPRanges = allowIPRange.split(",|;");
	
	if(allowIPRanges.length > 0) {
		//对每一段进行遍历
		for(String allowRanges : allowIPRanges) {
			if(allowRanges != null && 
					!"".equals(allowRanges.trim())) {
				//对该段的ip进行解析
				String[] ips = allowRanges.split("-");
				if(ips.length > 0 && ips.length < 3) {
					String from = ips[0];//得到该段的起始ip
					String to = ips[1]; //得到该段的结束ip
					
					//获取该ip段地址的前三段，因为起始和结束的ip的前三段一样
					String share = from.substring(0, from.lastIndexOf(".")+1);
					
					//获取该ip段的起始ip的最后一段
					int start = Integer.parseInt(from.substring(from.lastIndexOf(".")+1, 
														from.length()));
					//获取该ip段的结束ip的最后一段
					int end = Integer.parseInt(to.substring(to.lastIndexOf(".")+1, 
														to.length()));
					for(int i=start; i<=end; i++) {
						String ip = share + String.valueOf(i);
						allowList.add(ip);
					}
				} else {
					throw new RuntimeException("配置文件有错，请检查！");
				}
			}
			
		}
	}
	
}

//将第三种配置方法放到allowList中
if(allowIPWildcard != null && 
		!"".equals(allowIPWildcard)) {
	//获取每个含通配符的ip地址
	String[] allowIPWildcards = allowIPWildcard.split(",|;");
	
	if(allowIPWildcards.length > 0) {
		for(String ip : allowIPWildcards) {
			if(ip.indexOf("*") != -1) {
				//对*进行替换
				ip = ip.replaceAll("\\*", "(25[0-5]|2[0-4]\\\\d|[0-1]\\\\d{2}|[1-9]?\\\\d)");
				
				allowList.add(ip);
			} else {
				throw new RuntimeException("配置文件有错，请检查！");
			}
			
		}
		
	}
}

第八步：IP比对，成功匹配就正常访问，反之则跳到错误页面。这个因为是在用户访问时才进行的步骤，需要在doFilter方法的编写。

//获取访问的IP地址
String remoteAddr = request.getRemoteAddr();
//System.out.println("===============" + remoteAddr);
//如果allowList为空,则认为没做限制,不为空则检查是否限制
if(allowList.size() == 0 || allowList == null) {
	filterChain.doFilter(request, response);
} else {
	Boolean flag = false; //访问标志，默认为false，限制访问
	//进行逐个检查
	for(String regex : allowList){
		if(remoteAddr.matches(regex)){
			//ip没被限制，正常访问
			filterChain.doFilter(request, response);
			flag = true; //置为true，表示不限制访问
			break;
		}
	}
	if(!flag) {
		//ip被限制，跳到指定页面
		request.getRequestDispatcher("WEB-INF/success/error.jsp").forward(request, response);
	}
}

附成功后截图：

访问成功

访问失败

附完整代码：

package com.filter;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Properties;
import java.util.regex.Pattern;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;

/**
 * 过滤器
 * 功能：对访问者IP进行限制访问
 * @author ouyang
 * @serial 20180728
 * @version 1.0
 */
public class IpFilter implements Filter{

	//用来存放允许访问的ip
	private List<String> allowList = new ArrayList<String>();
	
	@Override
	public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
		try {
			System.out.println("过滤器IpFilter开始初始化，功能：IP访问限制");
			initConfig();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	@Override
	public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain)
			throws IOException, ServletException {
		
		//获取访问的IP地址
		String remoteAddr = request.getRemoteAddr();
		//System.out.println("===============" + remoteAddr);
		//如果allowList为空,则认为没做限制,不为空则检查是否限制
		if(allowList.size() == 0 || allowList == null) {
			filterChain.doFilter(request, response);
		} else {
			Boolean flag = false; //访问标志，默认为false，限制访问
			//进行逐个检查
			for(String regex : allowList){
				if(remoteAddr.matches(regex)){
					//ip没被限制，正常访问
					filterChain.doFilter(request, response);
					flag = true; //置为true，表示不限制访问
					break;
				}
			}
			if(!flag) {
				//ip被限制，跳到指定页面
				request.getRequestDispatcher("WEB-INF/success/error.jsp").forward(request, response);
			}
		}
		
	}
	
	@Override
	public void destroy() {
		System.out.println("过滤器IpFilter结束。");
	}

	/**
	 * 对配置文件进行初始化并校验
	 * @author 欧阳
	 * @serialData 20180728
	 * @throws IOException
	 */
	public void initConfig() throws IOException {
		//将文件转化成流
		InputStream inputStream = IpFilter.class.getResourceAsStream("../config/ipConfig.properties");
		
		Properties properties = new Properties();
		
		//通过Properties对象实例加载流
		properties.load(inputStream);
		
		//获取三种配置方式的值
		String allowIP = properties.getProperty("allowIP");
		String allowIPRange = properties.getProperty("allowIPRange");
		String allowIPWildcard = properties.getProperty("allowIPWildcard");
		
		//校验,校验失败后抛出异常
		if(!validate(allowIP, allowIPRange, allowIPWildcard)) {
			throw new RuntimeException("配置文件有错，请检查！");
		}
		
		/*
		 * 将每一种配置方法放置到allowList中
		 */
		//将第一种配置方法放到allowList中
		if(null != allowIP && !"".equals(allowIP.trim())) {
			String[] allowIPs = allowIP.split(",|;");
			for(String ip : allowIPs) {
				allowList.add(ip);
			}
		}
		
		//将第二种配置方法放到allowList中
		if(null != allowIPRange && 
				!"".equals(allowIPRange.trim())) {
			//先进行每一段的分割
			String[] allowIPRanges = allowIPRange.split(",|;");
			
			if(allowIPRanges.length > 0) {
				//对每一段进行遍历
				for(String allowRanges : allowIPRanges) {
					if(allowRanges != null && 
							!"".equals(allowRanges.trim())) {
						//对该段的ip进行解析
						String[] ips = allowRanges.split("-");
						if(ips.length > 0 && ips.length < 3) {
							String from = ips[0];//得到该段的起始ip
							String to = ips[1]; //得到该段的结束ip
							
							//获取该ip段地址的前三段，因为起始和结束的ip的前三段一样
							String share = from.substring(0, from.lastIndexOf(".")+1);
							
							//获取该ip段的起始ip的最后一段
							int start = Integer.parseInt(from.substring(from.lastIndexOf(".")+1, 
																from.length()));
							//获取该ip段的结束ip的最后一段
							int end = Integer.parseInt(to.substring(to.lastIndexOf(".")+1, 
																to.length()));
							for(int i=start; i<=end; i++) {
								String ip = share + String.valueOf(i);
								allowList.add(ip);
							}
						} else {
							throw new RuntimeException("配置文件有错，请检查！");
						}
					}
					
				}
			}
			
		}
		
		//将第三种配置方法放到allowList中
		if(allowIPWildcard != null && 
				!"".equals(allowIPWildcard)) {
			//获取每个含通配符的ip地址
			String[] allowIPWildcards = allowIPWildcard.split(",|;");
			
			if(allowIPWildcards.length > 0) {
				for(String ip : allowIPWildcards) {
					if(ip.indexOf("*") != -1) {
						//对*进行替换
						ip = ip.replaceAll("\\*", "(25[0-5]|2[0-4]\\\\d|[0-1]\\\\d{2}|[1-9]?\\\\d)");
						
						allowList.add(ip);
					} else {
						throw new RuntimeException("配置文件有错，请检查！");
					}
					
				}
				
			}
		}
		
		//打印输出allowList
		for(String str : allowList) {
			System.out.println(str);
		}
		
	}
	
	/**
	 * 对配置文件进行校验
	 * @author ouyang
	 * @serialData 20180728
	 * @param allowIP
	 * @param allowIPRange
	 * @param allowIPWildcard
	 * @return
	 */
	public Boolean validate(String allowIP, String allowIPRange, String allowIPWildcard) {
		Boolean result = false;
		//IP地址每一段的正则
		String regx = "(25[0-5]|2[0-4]\\d|[0-1]\\d{2}|[1-9]?\\d)";
		//整个ip的正则
		String ipRegx = regx + "\\." + regx + "\\."+ regx + "\\." + regx;
		
		//对第一种方式进行校验
		Pattern pattern = Pattern.compile("("+ipRegx+")|("+ipRegx+"(,|;))*");
		if(this.isNullorMatches(allowIP, pattern)){
			result = true; //匹配成功
		} else {
			result = false;
		}
		
		//对第二种方式进行校验
		pattern = Pattern.compile("("+ipRegx+")\\-("+ipRegx+")|" + 
						"(("+ipRegx+")\\-("+ipRegx+")(,|;))*");
		if(this.isNullorMatches(allowIPRange, pattern)){
			result = true; //匹配成功
		} else {
			result = false;
		}
		
		//对第三种方式进行校验
		pattern = Pattern.compile("("+regx+"\\."+ regx+"\\."+regx+"\\."+ "\\*)|" + 
						"("+regx+"\\."+regx+"\\."+regx+"\\."+ "\\*(,|;))*");
		if(this.isNullorMatches(allowIPWildcard, pattern)){
			result = true; //匹配成功
		} else {
			result = false;
		}
		
		return result;
	}
	
	/**
	 * 进行正则匹配
	 * @author 欧阳
	 * @serialData 20180728
	 * @param allow
	 * @return
	 */
	public Boolean isNullorMatches(String allow, Pattern pattern) {
		//如果为空，说明用户没添加该项，不做处理
		if(allow == null || "".equals(allow.trim())) {
			return true;
		} else {
			//在最后面没有,或;的给添上
			if(!allow.endsWith(";") && !allow.endsWith(",")) {
				allow += ";";
			}
			//如果匹配，则返回true
			if(pattern.matcher(allow).matches()) {
				return true;
			}
		}
		
		return false;
	}
}

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