基于kerberos的hadoop安全集群搭建

作者: 西北偏北 | 来源:发表于2021-06-20 11:16 被阅读0次

[TOC]

上一份工作主要负责大数据平台的建设，在这个过程中积累了一些Hadoop生态组件的搭建和使用笔记，由于时间关系，不打算去修改其中的错别字和排版问题，直接释出原始笔记。

前置条件

我所在的集群有三台服务其，对应的host分别为master,slave1,slave2。hadoop服务的安装分部为

机器host	组件情况
master	namenode、datanode、journalnode、resourcemanager、nodemanager、jobhistoryserver
slave1	namenode、datanode、journalnode、resourcemanager、nodemanager
slave2	datanode、journalnode、nodemanager

kerberos相关

首先我们要安装好kerberos，kerberos的安装搭建参考链接
https://www.cnblogs.com/niceshot/p/13216455.html

给hadoop各组件创建kerberos账号

进入kerberos的admin.local后，依次执行下述命令

//组件web服务的princial
addprinc -randkey HTTP/master@TEST.COM
addprinc -randkey HTTP/slave1@TEST.COM
addprinc -randkey HTTP/slave2@TEST.COM

//namenode的princial
addprinc -randkey nn/master@TEST.COM
addprinc -randkey nn/slave1@TEST.COM

//datanode的princial
addprinc -randkey dn/master@TEST.COM    
addprinc -randkey dn/slave1@TEST.COM
addprinc -randkey dn/slave2@TEST.COM

//journalnode的princial
addprinc -randkey jn/master@TEST.COM    
addprinc -randkey jn/slave1@TEST.COM
addprinc -randkey jn/slave2@TEST.COM

//resourcemanager 的princial
addprinc -randkey rm/master@TEST.COM
addprinc -randkey rm/slave1@TEST.COM

//nodemanager的principal
addprinc -randkey nm/master@TEST.COM    
addprinc -randkey nm/slave1@TEST.COM
addprinc -randkey nm/slave2@TEST.COM

//job hisotry server的princial
addprinc -randkey jhs/master@TEST.COM

将这些账号做成keytab

同样是在admin.local中，将上述账号认证信息做成keytab

ktadd -k /opt/keytab_store/http.service.keytab HTTP/master@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/http.service.keytab HTTP/slave1@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/http.service.keytab HTTP/slave2@TEST.COM

ktadd -k /opt/keytab_store/nn.service.keytab nn/master@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/nn.service.keytab nn/slave1@TEST.COM

ktadd -k /opt/keytab_store/dn.service.keytab dn/master@TEST.COM 
ktadd -k /opt/keytab_store/dn.service.keytab dn/slave1@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/dn.service.keytab dn/slave2@TEST.COM

ktadd -k /opt/keytab_store/jn.service.keytab jn/master@TEST.COM 
ktadd -k /opt/keytab_store/jn.service.keytab jn/slave1@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/jn.service.keytab jn/slave2@TEST.COM

ktadd -k /opt/keytab_store/rm.service.keytab rm/master@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/rm.service.keytab rm/slave1@TEST.COM

ktadd -k /opt/keytab_store/nm.service.keytab nm/master@TEST.COM 
ktadd -k /opt/keytab_store/nm.service.keytab nm/slave1@TEST.COM
ktadd -k /opt/keytab_store/nm.service.keytab nm/slave2@TEST.COM

ktadd -k /opt/keytab_store/jhs.service.keytab jhs/master@TEST.COM

多个账号可以做到一个keytab中去，上述的命令做了多个文件，不同组件角色的单独放到了一个keytab文件中。其实内部网络，可以把所有的hadoop相关组件做成一个大的keytab文件，降低配置复杂性。

将上述的keytab文件，分发到集群所有机器

core-site.xml

关键配置

        <property>
                <name>hadoop.security.authentication</name>
                <value>kerberos</value>
        </property>
        <property>
                <name>hadoop.security.authorization</name>
                <value>true</value>
        </property>
        <property>
                <name>hadoop.security.auth_to_local</name>
                <value>
                        RULE:[2:$1/$2@$0]([ndj]n/.*@TEST.COM)s/.*/hdfs/
                        RULE:[2:$1/$2@$0]([rn]m/.*@TEST.COM)s/.*/yarn/
                        RULE:[2:$1/$2@$0](jhs/.*@TEST.COM)s/.*/mapred/
                        DEFAULT
                </value>
        </property>

上述配置的意思是在整个集群中费用kerberos作为安全认证和授权，
hadoop.security.auth_to_local 配置组件之间互访时被访问的服务，如何从访问的Principal中抽取出实际的用户。大致规则以第一行为例，表示将namenode, 和datanode ,journalnode的principal 映射成为hdfs的user
而最终的default是上述规则都不匹配时的默认规则，默认规则会直接从principal中提取第一个斜杠前面的信息作为user。比如test/xxhost@DOMIAN.COM 会被识别成明为test的user

HDFS

<property>
        <name>dfs.block.access.token.enable</name>
        <value>true</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.namenode.kerberos.principal</name>
        <value>nn/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.namenode.keytab.file</name>
        <value>/opt/keytab_store/nn.service.keytab</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.namenode.kerberos.internal.spnego.principal</name>
        <value>${dfs.web.authentication.kerberos.principal}</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.journalnode.kerberos.principal</name>
        <value>jn/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.journalnode.keytab.file</name>
        <value>/opt/keytab_store/jn.service.keytab</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.journalnode.kerberos.internal.spnego.principal</name>
        <value>${dfs.web.authentication.kerberos.principal}</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.datanode.kerberos.principal</name>
        <value>dn/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.datanode.keytab.file</name>
        <value>/opt/keytab_store/dn.service.keytab</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.web.authentication.kerberos.principal</name>
        <value>HTTP/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.web.authentication.kerberos.keytab</name>
        <value>/opt/keytab_store/http.service.keytab</value>
    </property>
 <property>
        <name>dfs.http.policy</name>
        <value>HTTPS_ONLY</value>
    </property>
<property>
        <name>dfs.data.transfer.protection</name>
        <value>authentication</value>
    </property>

其中大体配置是配置各组件使用的principal是什么。其中的_HOST相当于语法糖，hadoop会根据本机hostname，替换该配置，从而实现不同机器相同配置文件的目的

datanode的安全配置

由于datanode数据传输走的不是rpc，而是http。所以datanode无法使用kerberos的方式进行认证。为了解决这个问题，有两种方式的配置，来实现datanode数据传输的安全性

JSVC
TLS/SSL

JSVC方式的大体原理是使用JSVC工具，让datanode能够使用特权端口启动，所谓特权端口是指1024以下的端口，这种安全配置假定攻击者无法获取root权限，所以也就无法操作datanode来实现。hadoop 2.6.0以前，只能使用这种方式，配置较为复杂，不在这里赘述。hadoop 2.6.0以后引入了SASL方式，通过TLS/SSL来实现数据的安全传输，下面介绍这种方式

证书生成和安装

TLS/SSL相关原理见文档，这里粘贴地址

首先保证机器上已经安装好了openssl。下面是详细的配置。核心思想是，做一个私有的CA，然后通过这个私有的CA证书给所有的其它证书签名，通过将私有CA的证书安装到各机器的信任区里，实现一个各机器间的TLS/SSL通信

然后在集群中随便找一台机器，先生成CA证书，这里在Master这台机器上操作

 openssl req -new -x509 -keyout ca_private.key -out ca_cert -days 9999 -subj '/C=CN/ST=chengdu/L=chengdu/O=bigdata/OU=bigdata/CN=master'

将上述的CA私钥跟更要证书拷贝到各个机器。然后再各机器上做如下操作，当然如果我们在生成证书时，用的密码完全一样也可以在一个机器上做，最后把相关的keystore和truststore分发到所有的机器。

//生成自己的公私秘钥对
keytool -keystore keystore -alias localhost -validity 9999 -genkey -keyalg RSA -keysize 2048 -dname "CN=slave2, OU=bigdata, O=bigdata, L=chengdu, ST=chengdu, C=CN"

//将上述的CA公钥证书导入本机的信任区truststore
keytool -keystore truststore -alias CARoot -import -file ca_cert 

//将上述的CA公钥导入本机的keystore中
keytool -keystore keystore -alias CARoot -import -file ca_cert 

//将本机的公钥证书导出
keytool -certreq -alias localhost -keystore keystore -file local_cert

//对CA私钥，对本机的公钥证书进行签名
openssl x509 -req -CA hd_ca_cert -CAkey ca_private.key -in local_cert -out local_cert_signed -days 9999 -CAcreateserial 

//将签名后的证书导入的自己的Keystore
keytool -keystore keystore -alias localhost -import -file local_cert_signed

hdfs-site.xml的重点配置

配置dfs.http.policy的value为HTTPS_ONLY
配置dfs.data.transfer.protection的value为authentication、 integrity、privacy任意一种。一般内部集群用authentication即可

authentication ，只认证签名
integrity 除了认证签名外，还验证数据是否被篡改
privacy，数据除了上述的认证和完整性验证之外还要加密传输

ssl-client.xml 和 ssl-server.xml配置

hadoop在在跟core-site.xml同级目录下一般有ssl-client.xml.example和ssl-server.xml.example两个模板文件，我们可以直接去掉template来后作为配置文件来配置。他们是用来配置当前组件作为服务端时，自己的证书kestore位置，和作为客户端时，自己的信任证书truststore位置

ssl-client.xml配置如下

<configuration>                                                                                                                 
                                                                                                                                
<property>                                                                                                                      
  <name>ssl.client.truststore.location</name>                                                                                   
  <value>/opt/ssl_store/truststore</value>                                                                                      
  <description>Truststore to be used by clients like distcp. Must be                                                            
  specified.                                                                                                                    
  </description>                                                                                                                
</property>                                                                                                                     
                                                                                                                                
<property>                                                                                                                      
  <name>ssl.client.truststore.password</name>                                                                                   
  <value>123456</value>                                                                                                         
  <description>Optional. Default value is "".                                                                                   
  </description>                                                                                                                
</property>                                                                                                                     
                                                                                                                                
<property>                                                                                                                      
  <name>ssl.client.truststore.type</name>                                                                                       
  <value>jks</value>                                                                                                            
  <description>Optional. The keystore file format, default value is "jks".                                                      
  </description>                                                                                                                
</property>                                                                                                                     
                                                                                                                                
<property>                                                                                                                      
  <name>ssl.client.truststore.reload.interval</name>                                                                            
  <value>10000</value>                                                                                                          
  <description>Truststore reload check interval, in milliseconds.                                                               
  Default value is 10000 (10 seconds).                                                                                          
  </description>                                                                                                                
</property>                                                                                                                     
                                                                                                                                
<property>                                                                                                                      
  <name>ssl.client.keystore.location</name>                                                                                     
  <value>/opt/ssl_store/keystore</value>                                                                                        
  <description>Keystore to be used by clients like distcp. Must be                                                              
  specified.                                                                                                                    
  </description>                                                                                                                
</property>      
<property>
  <name>ssl.client.keystore.password</name>
  <value>123456</value>
  <description>Optional. Default value is "".
  </description>
</property>

<property>
  <name>ssl.client.keystore.keypassword</name>
  <value>123456</value>
  <description>Optional. Default value is "".
  </description>
</property>

<property>
  <name>ssl.client.keystore.type</name>
  <value>jks</value>
  <description>Optional. The keystore file format, default value is "jks".
  </description>
</property>

</configuration>

ssl-server.xml

<property>
  <name>ssl.server.keystore.password</name>
  <value>123456</value>
  <description>Must be specified.
  </description>
</property>

<property>
  <name>ssl.server.keystore.keypassword</name>
  <value>123456</value>
  <description>Must be specified.
  </description>
</property>

<property>
  <name>ssl.server.keystore.type</name>
  <value>jks</value>
  <description>Optional. The keystore file format, default value is "jks".
  </description>
</property>

<property>
  <name>ssl.server.exclude.cipher.list</name>
  <value>TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA,SSL_DHE_RSA_EXPORT_WITH_DES40_CBC_SHA,
  SSL_RSA_WITH_DES_CBC_SHA,SSL_DHE_RSA_WITH_DES_CBC_SHA,
  SSL_RSA_EXPORT_WITH_RC4_40_MD5,SSL_RSA_EXPORT_WITH_DES40_CBC_SHA,
  SSL_RSA_WITH_RC4_128_MD5</value>
  <description>Optional. The weak security cipher suites that you want excluded
  from SSL communication.</description>
</property>

</configuration>

上述配置的123456是我们在做证书时使用的密码

yarn

整体配置

<property>
        <name>yarn.resourcemanager.principal</name>
        <value>rm/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>
<property>
        <name>yarn.resourcemanager.keytab</name>
        <value>/opt/keytab_store/rm.service.keytab</value>
    </property>
<property>
        <name>yarn.nodemanager.principal</name>
        <value>nm/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>
<property>
        <name>yarn.nodemanager.keytab</name>
        <value>/opt/keytab_store/nm.service.keytab</value>
    </property>
<property>
        <!--安全集群必须使用下面的LinuxContainerExecutor-->
        <name>yarn.nodemanager.container-executor.class</name>
        <value>org.apache.hadoop.yarn.server.nodemanager.LinuxContainerExecutor</value>
    </property>
<property>
        <name>yarn.nodemanager.linux-container-executor.group</name>
        <value>hadoop</value>
    </property>
<property>
        <name>yarn.nodemanager.linux-container-executor.path</name>
        <value>/opt/hadoop-3.1.3/bin/container-executor</value>
    </property>

container-executor

build LinuxContainerExecutor

上述yarn.nodemanager.linux-container-executor.path指定了LinuxContainerExecutor对应的可执行文件container-executor的路径。
hadoop发行包在bin路径下，一般就已经有这个文件了。
这个文件执行需要一个配置，container-executor.cfg 。其默认加载的是$HADOOP_HOME/etc/hadoop/container-executor.cfg这个路径的配置文件。

但由于这个路径本身又有hadoop的其它配置文件，而container-executor又要求container-executor.cfg所在路径所有层级权限都只能root访问。这会导致我们其其它组件启动出现各种奇奇古怪的问题。

所以我们需要另外指定container-executor.cfg文件的位置。但问题是container-executor这个二进制文件在构建时，已经写死了文件路径。如果我们需要重指定配置文件路径，需要重新打包container-executor。构建步骤为

首先下载同版本的hadoop源码
进入到源码包的路径hadoop-yarn-project/hadoop-yarn/hadoop-yarn-server/hadoop-yarn-server-nodemanager
使用命令mvn package -DskipTests=true -Dcontainer-executor.conf.dir=/etc/hadoop/ 构建，container-executor.conf.dir参数即指定新的container-executor.cfg文件路径
构建完成后，在构建路径下的target/native/target/usr/local/bin路径即可找到新构建的container-executor，将其拷贝到$HADOOP_HOME/bin下，替换原来的程序即可

配置container-executor.cfg

在/etc/hadoop/中，创建container-executor.cfg，其配置内容如下

yarn.nodemanager.linux-container-executor.group=hadoop
banned.users=hdfs,yarn,mapred,bin
min.user.id=1000
allowed.system.users=
feature.tc.enabled=false

注意配置每行不要有空格，yarn.nodemanager.linux-container-executor.group这个配置值同yarn-site.xml中的一致

总结权限配置需要配置的项

file

文件权限修改

chown root:hadoop /opt/hadoop-3.1.3/bin/container-executor
chmod 6050 /opt/hadoop-3.1.3/bin/container-executor
chown root:hadoop /etc/hadoop/container-executor.cfg
chmod 400 /etc/hadoop/container-executor.cfg

假设在yarn-site.xml的中yarn.nodemanager.local-dirs 配置路径为/home/var/data/hadoop/nodemanager/data
yarn.nodemanager.log-dirs配置路径为 /home/var/data/hadoop/nodemanager/log，还需要做以下权限配置

chown yarn:hadoop /home/var/data/hadoop/nodemanager/data 
chown yarn:hadoop /home/var/data/hadoop/nodemanager/log  
chmod 755 /home/var/data/hadoop/nodemanager/data
chmod 755 /home/var/data/hadoop/nodemanager/log

mapreduce

 <property>
        <name>mapreduce.jobhistory.keytab</name>
        <value>/opt/keytab_store/jhs.service.keytab</value>
    </property>
 <property>
        <name>mapreduce.jobhistory.principal</name>
        <value>jhs/_HOST@TEST.COM</value>
    </property>

启动

配置完后，按原来的方式启动即可。只是由于hdfs开起了SSL/TLS ，其原来的9870端口，变成了9871, 且需要通过https访问。比如我们这地址为：https://master:9871

参考资料

https://hadoop.apache.org/docs/stable/hadoop-project-dist/hadoop-common/SecureMode.html

https://secfree.github.io/blog/2015/07/01/sasl-data-transfer-protocol.html

https://blog.csdn.net/picway/article/details/74299086

https://developer.aliyun.com/article/245586

https://makeling.github.io/bigdata/dcb921f7.html

https://makeling.github.io/bigdata/39395030.html

http://secfree.github.io/blog/2015/06/25/yarn-container-executor-traps.html

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