權限系統設計方案（圖解）

1 爲什麼需要權限管理

日常工作中權限的問題時時刻刻伴隨着我們，程序員新入職一家公司需要找人開通各種權限，比如網絡連接的權限、編碼下載提交的權限、監控平臺登錄的權限、運營平臺查數據的權限等等。

在很多時候我們會覺得這麼多繁雜的申請給工作帶來不便，並且如果突然想要查一些數據，發現沒有申請過權限，需要再走審批流程，時間拉得會很長。那爲什麼還需要這麼嚴格的權限管理呢？

舉個例子，一家支付公司有運營後臺，運營後臺可以查到所有的商戶信息，法人代表信息，交易信息以及費率配置信息，如果我們把這些信息不加篩選都給到公司的每一個小夥伴，那麼跑市場的都可以操作商家的費率信息，如果一個不小心把費率改了會造成巨大的損失。

又比如商戶的信息都是非常隱祕的，有些居心不良的小夥伴把這些信息拿出來賣給商家的競爭對手，會給商家造成嚴重的不良後果。雖然這麼做都是個別人人爲的過錯，但是制度上如果本身這些信息不開放出來就能在很大程度上避免違法亂紀的事情發生了。

總體來講權限管理是公司數據安全的重要保證，針對不同的崗位，不同的級別看到的數據是不一樣的，操作數據的限制也是不一樣的。比如涉及到資金的信息只開放給財務的相關崗位，涉及到配置的信息只開放給運營的相關崗位，這樣各司其職能避免很多不必要的安全問題。

如何讓各個崗位的人在系統上各司其職，就是權限管理要解決的問題。

2 權限模型

2.1 權限設計

從業務分類上來講權限可以分爲數據查看權限，數據修改權限等，對應到系統設計中有頁面權限、菜單權限、按鈕權限等。菜單也分一級菜單、二級菜單甚至三級菜單，以 csdn 文章編輯頁面左側菜單欄爲例是分了兩級菜單。菜單對應的頁面裏又有很多按鈕，我們在設計的時候最好把權限設計成樹形結構，這樣在申請權限的時候就可以一目瞭然的看到菜單的結構，需要哪些權限就非常的明瞭了。

如下圖所示：

按照這個架構，按鈕的父級是二級菜單，二級菜單的父級是一級菜單，這樣用戶申請權限的時候非常清晰的看到自己需要哪些權限。

2.2 爲什麼需要角色

權限結構梳理清晰之後，需要思考怎麼把權限分配給用戶，用戶少的情況下，可以直接分配，一個用戶可以有多個權限，統一一個權限可以被多個用戶擁有，用戶 - 權限的模型結構如下所示：

圖片這種模型能夠滿足權限的基本分配能力，但是隨着用戶數量的增長，這種模型的弊端就凸顯出來了，每一個用戶都需要去分配權限，非常的浪費管理員的時間和精力，並且用戶和權限雜亂的對應關係會給後期帶來巨大的維護成本。用戶 - 權限對應關係圖：

圖片這種對應關係在用戶多的情況下基本無法維護了。其實很多用戶負責同一個業務模塊所需要的權限是一樣的，這樣的話我們是不是可以藉助第三個媒介，把需要相同的權限都分配給這個媒介，然後用戶和媒介關聯起來，用戶就擁有了媒介的權限了。這就是經典的 RBAC 模型，其中媒介就是我們通常所說的角色。

2.3 權限模型的演進

2.3.1 RBAC 模型

有了角色之後可以把權限分配給角色，需要相同權限的用戶和角色對應起來就可以了，一個權限可以分配給多個角色，一個角色可以擁有多個權限，同樣一個用戶可以分配多個角色，一個角色也可以對應多個用戶，對應模型如下所示：

這就是經典的 RBAC 模型了（role-based-access-control），在這裏面角色起到了橋樑左右，連接了用戶和權限的關係，每個角色可以擁有多個權限，每個用戶可以分配多個角色，這樣用戶就擁有了多個角色的多個權限。

同時因爲有角色作爲媒介，大大降低了錯綜複雜的交互關係，比如一家有上萬人的公司，角色可能只需要幾百個就搞定了，因爲很多用戶需要的權限是一樣的，分配一樣的角色就可以了。這種模型的對應關係圖如下所示：

用戶和角色，角色和權限都是多對多的關係，這種模型是最通用的權限管理模型，節省了很大的權限維護成本，但是實際的業務千變萬化，權限管理的模型也需要根據不同的業務模型適當的調整，比如一個公司內部的組織架構是分層級的，層級越高權限越大，因爲層級高的人不僅要擁有自己下屬擁有的權限，二期還要有一些額外的權限。

RBAC 模型可以給不同層級的人分配不同的角色，層級高的對應角色的權限就多，這樣的處理方式可以解決問題，但是有沒有更好的解決辦法呢，答案肯定是有的，這就引出角色繼承的 RBAC 模型。

2.3.2 角色繼承的 RBAC 模型

角色繼承的 RBAC 模型又稱 RBAC1 模型。每個公司都有自己的組織架構，比如公司裏管理財務的人員有財務總監、財務主管、出納員等，財務主管需要擁有但不限於出納員的權限，財務總監需要擁有但不限於財務主管的權限，像這種管理關係向下兼容的模式就需要用到角色繼承的 RBAC 模型。角色繼承的 RBAC 模型的思路是上層角色繼承下層角色的所有權限，並且可以額外擁有其他權限。

模型如下所示：

圖片從模型圖中可以看出下級角色擁有的權限，上級角色都擁有，並且上級角色可以擁有其他的權限。角色的層級關係可以分爲兩種，一種是下級角色只能擁有一個上級角色，但是上級角色可以擁有多個下級角色，這種結構用圖形表示是一個樹形結構，如下圖所示：

圖片還有一種關係是下級角色可以擁有多個上級角色，上級角色也可以擁有多個下級角色，這種結構用圖形表示是一個有向無環圖，如下圖所示：

圖片樹形圖是我們比較常用的，因爲一個用戶一般情況下不會同時有多個直屬上級，比如財務部只能有一個財務總監，但是可以有多個財務主管和收納員。

2.3.3 帶約束的 RBAC 模型

帶約束的 RBAC 模型又成 RBAC2 模型。在實際工作中，爲了安全的考慮會有很多約束條件，比如財務部裏同一個人不能即是會計又是審覈員，跟一個人同一時間不能即是運動員又是裁判員是一個道理的，又比如財務部的審覈員不能超過 2 個，不能 1 個也沒有。因爲角色和權限是關聯的，所以我們做好角色的約束就可以了。

常見的約束條件有：角色互斥、基數約束、先決條件約束等。

角色互斥：如果角色 A 和角色 B 是互斥關係的話，那麼一個用戶同一時間不能即擁有角色 A，又擁有角色 B，只能擁有其中的一個角色。

比如我們給一個用戶賦予了會計的角色就不能同時再賦予審覈員的角色，如果想擁有審覈員的角色就必須先去掉會計的角色。假設提交角色和審覈角色是互質的，我們可以用圖形表示：

圖片基數約束：同一個角色被分配的用戶數量可以被限制，比如規定擁有超級管理員角色的用戶有且只有 1 個；用戶被分配的角色數量也需要被限制，角色被分配的權限數量也可以被限制。

先決條件約束：用戶想被賦予上級角色，首先需要擁有下級角色，比如技術負責人的角色和普通技術員工角色是上下級關係，那麼用戶想要用戶技術負責人的角色就要先擁有普通技術員工的角色。

2.4 用戶劃分

2.4.1 用戶組

我們創建角色是爲了解決用戶數量大的情況下，用戶分配權限繁瑣以及用戶 - 權限關係維護成本高的問題。抽象出一個角色，把需要一起操作的權限分配給這個角色，把角色賦予用戶，用戶就擁有了角色上的權限，這樣避免了一個個的給用戶分配權限，節省了大量的資源。

同樣的如果有一批用戶需要相同的角色，我們也需要一個個的給用戶分配角色，比如一個公司的客服部門有 500 多個人，有一天研發部研發了一套查詢後臺數據的產品，客服的小夥伴都需要使用，但是客服由於之前並沒有統一的一個角色給到所有的客服小夥伴，這時候需要新加一個角色，把權限分配給該角色，然後再把角色一個個分配給客服人員，這時候會發現給 500 個用戶一個個添加角色非常的麻煩。但是客服人員又有共同的屬性，所以我們可以創建一個用戶組，所有的客服人員都屬於客服用戶組，把角色分配給客服用戶組，這個用戶組下面的所有用戶就擁有了需要的權限。

RBAC 模型添加用戶組之後的模型圖如下所示：

圖片很多朋友會問，用戶組和角色有什麼區別呢？簡單的來說，用戶組是一羣用戶的組合，而角色是用戶和權限之間的橋樑。用戶組把相同屬性的用戶組合起來，比如同一個項目的開發、產品、測試可以是一個用戶組，同一個部門的相同職位的員工可以是一個用戶組，一個用戶組可以是一個職級，可以是一個部門，可以是一起做事情的來自不同崗位的人。

用戶可以分組，權限也可以分組，權限特別多的情況下，可以把一個模塊的權限組合起來成爲一個權限組，權限組也是解決權限和角色對應關係複雜的問題。

比如我們定義權限的時候一級菜單、二級菜單、按鈕都可以是權限，一個一級菜單下面有幾十個二級菜單，每個二級菜單下面又有幾十個按鈕，這時候我們把權限一個個分配給角色也是非常麻煩的，可以採用分組的方法把權限分組，然後把分好的組賦予角色就可以了。

給權限分組也是個技術活，需要理清楚權限之間的關係，比如支付的運營後臺我們需要查各種信息，賬務的數據、訂單的數據、商戶的數據等等，這些查詢的數據並不在一個頁面，每個頁面也有很多按鈕，我們可以把這幾個頁面以及按鈕對應的權限組合成一個權限組賦予角色。加入權限組之後的 RBAC 模型如下所示：

圖片實際工作中我們很少給權限分組，給用戶分組的場景會多一些，有的時候用戶組也可以直接和權限關聯，這個看實際的業務場景是否需要，權限模型沒有統一的，業務越複雜業務模型會約多樣化。

2.4.2 組織

每個公司都有自己的組織架構，很多時候權限的分配可以根據組織架構來劃分。因爲同一個組織內的小夥伴使用的大部分權限是一樣的。如下所示一個公司的組織架構圖：

圖片按照這個組織架構，每一個組織裏的成員使用的基礎權限很可能是一樣的，比如人力資源都需要看到人才招聘的相關信息，市場推廣都需要看到行業分析的相關信息，按照組織來分配角色會有很多優勢：

實現權限分配的自動化：和組織關係打通之後，按照組織來分配角色，如果有新入職的用戶，被劃分在某個組織下面之後，會自動獲取該組織下所有的權限，無需人工分配。又比如有用戶調崗，只需要把組織關係調整就可以了，權限會跟着組織關係自動調整，也無需人工干預。這麼做首先需要把權限和組織關係打通。

控制數據權限：把角色關聯到組織，組織裏的成員只能看到本組織下的數據，比如市場推廣和大客定製，市場推廣針對的是零散的客戶，大可定製針對的是有一定體量的客戶，相互的數據雖然在一個平臺，但是隻能看自己組織下的數據。

加入組織之後的 RBAC 模型如下所示：

圖片用戶可以在多個組織中，因爲組織也有層級結構，一個組織裏只可以有多個用戶，所以用戶和組織的關係是多對多的關係，組織和角色的關係是一對一的關係。這個在工作中可以根據實際情況來確定對應關係。

2.4.3 職位

一個組織下面會有很多職位，比如財務管理會有財務總監、財務主管、會計、出納員等職位，每個職位需要的權限是不一樣的，可以像組織那樣根據職位來分配不同的角色，由於一個人的職位是固定的，所以用戶跟職位的對應關係時一對一的關係，職位跟角色的對應關係可以是多對多的關係。加入職位的 RBAC 模型如下所示：

2.5 理想的 RBAC 模型

RBAC 模型根據不同業務場景的需要會有很多種演變，實際工作中業務是非常複雜的，權限分配也是非常複雜的，想要做出通用且高效的模型很困難。我們把 RBAC 模型的演變彙總起來會是一個支撐大數據量以及複雜業務的理想的模型。把 RBAC、RBAC1、RBAC2、用戶組、組織、職位彙總起來的模型如下所示：

圖片按照這個模型基本上能夠解決所有的權限問題，其中的對應關係可以根據實際的業務情況來確定，一般情況下，組織和職位是一對多的關係，特殊情況下可以有多對多的情況，需要根據實際情況來定。

理想的 RBAC 模型並不是說我們一開始建權限模型就可以這麼做，而是數據體量、業務複雜度達到一定程度之後可以使用這個模型來解決權限的問題，如果數據量特別少，比如剛成立的公司只有十幾個人，那完全可以用用戶 - 權限模型，都沒有必要使用 RBAC 模型。

3 權限系統表設計

3.1 標準 RBAC 模型表設計標準 RBAC 模型的表是比較簡單了，要表示用戶 - 角色 - 權限三者之前的關係，首先要創建用戶表、角色表、權限表，用戶和角色是多對多的關係，角色和權限是多對多的關係，需要再創建兩章關係表，分別是用戶 - 角色關係表和角色 - 權限關係表。這六張表的 ER 圖如下所示：

3.2 理想 RBAC 模型表設計

理想的 RBAC 模型是標準 RBAC 模型經過多次擴展得到的，表結構也會比較複雜，因爲要維護很多關係，如下圖所示是理想的 RBAC 模型的 ER 圖：

圖片這裏面需要強調的是角色互斥表，互斥的關係可以放在角色上，也可以放在權限上，看實際工作的需求。

4 結語

本文從易到難非常詳細的介紹了權限模型的設計，在工作中需要根據實際情況來定義模型，千人以內的公司使用 RBAC 模型是完全夠用的，沒有必要吧權限模型設計的過於複雜。模型的選擇要根據具體情況，比如公司體量、業務類型、人員數量等。總之最適合自己公司的模型就是最好的模型，權限模式和設計模式是一樣的，都是爲了更好的解決問題，不要爲了使用模型而使用模型。

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