CHDFS Ranger 权限体系解决方案

最近更新时间：2024-04-11 10:05:01
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背景
大数据用户使用存算分离后，将数据托管在云 HDFS（Cloud HDFS，CHDFS）上。CHDFS 提供了类似 HDFS 的权限体系管控。Hadoop Ranger 在 HDFS 权限基础上，提供了更精细的权限管控，包括用户组权限设置，针对某个前缀的权限设置。同时 Hadoop Ranger 作为一站式的权限体系解决方案， 不仅支持存储端权限管控，还支持 YARN，Hive 等组件权限管控。因此，为了维持方便客户的使用习惯，我们提供了 CHDFS 的 Ranger 接入解决方案，方便客户使用 Ranger 来进行 CHDFS 的权限管控。
优势
细粒度的权限控制，兼容 Hadoop 权限习惯。
用户统一管理大数据组件与云端托管存储的权限。
解决方案架构
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Hadoop 权限体系中，认证由 Kerberos 提供，授权鉴权由 Ranger 负责。在此基础上，我们提供以下组件，来支持 CHDFS 的 Ranger 权限方案。
CHDFS-Ranger-Plugin：提供 Ranger 服务端的服务定义插件。它们提供了 Ranger 侧的 CHDFS 服务描述，部署了该插件后，用户即可在 Ranger 的控制页面上，填写相应的权限策略。
COSRangerService：该服务集成了 Ranger 的客户端，周期性从 Ranger 服务端同步权限策略，在收到客户的鉴权请求后，在本地进行权限校验。 同时它提供了 Hadoop 中 DelegationToken 相关的生成，续租等接口，所有的接口都是通过 Hadoop IPC 定义。
CosRangerClient：COSN/CHDFS 插件对其进行动态加载，把权限校验的请求转发给 CosRangerService。
部署环境
Hadoop 环境。
ZooKeeper、Ranger、Kerberos 服务（如果有认证需求，则部署）。
说明
 以上服务由于是成熟的开源组件，因此客户可自行安装。
部署组件
部署组件请按照 CHDFS-Ranger-Plugin、Cos-Ranger-Service、Cos-Ranger-Client、CHDFS 次序进行。
部署CHDFS-Ranger-Plugin
部署COS-Ranger-Service
部署 COS-Ranger-Client 和 COSN-Ranger-Interface
部署CHDFS
CHDFS-Ranger-Plugin 拓展了 Ranger Admin 控制台上的服务种类， 用户可在 Ranger 控制台上，设置和 CHDFS 相关的操作权限。
代码地址
可前往 Github 的 ranger-plugin 目录下获取。
版本
V1.0 版本及以上。
部署步骤
1. 在 Ranger 的服务定义目录下新建 COS 目录（注意：目录权限需要保证至少有 x 与 r 权限）。
1. 腾讯云的 EMR 环境，路径是 ranger/ews/webapp/WEB-INF/classes/ranger-plugins。
2. 自建的 hadoop 环境，可以通过在ranger目录下 find hdfs 等方式找到已经接入到 ranger 服务的组件，查找 ranger-plugins 目录位置。
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3. 在 CHDFS 目录下，放入 cos-chdfs-ranger-plugin-xxx.jar（注意： jar 包至少有 r 权限）。若使用 CHDFS 服务，需要在机器上放入 chdfs-ranger.json；若使用 COSN 服务，需要放入 cos-ranger.json；若同时使用 CHDFS 和 COSN 服务，需要同时放入 chdfs-ranger.json 和 cos-ranger.json 文件，可前往 Github 获取。
4. 重启 Ranger 服务。
5. 在 Ranger 上注册 CHDFS Service。可参考如下命令：
##生成服务，需传入 Ranger 管理员账号密码，以及 Ranger 服务的地址。
##对于腾讯云 EMR 集群，管理员用户是 root，密码是构建 emr 集群时设置的 root 密码，ranger 服务的 IP 换成 EMR 的 master 节点 IP。
adminUser=root
##构建 EMR 集群时设置的密码，也是 ranger 服务 web 页面的登录密码。
adminPasswd=xxxxxx
##如果 ranger 服务有多个 master 节点，任选一个 master 即可
rangerServerAddr=10.0.0.1:6080
##命令行中 -d 指定步骤 2 中的 json 文件
curl -v -u${adminUser}:${adminPasswd} -X POST -H "Accept:application/json" -H "Content-Type:application/json" -d @./chdfs-ranger.json http://${rangerServerAddr}/service/plugins/definitions
##如果要删除刚定义的服务，则传入刚刚创建服务时，返回的服务 ID
serviceId=102
curl -v -u${adminUser}:${adminPasswd} -X DELETE -H "Accept:application/json" -H "Content-Type:application/json" http://${rangerServerAddr}/service/plugins/definitions/${serviceId}
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6. 创建服务成功后，可在 Ranger 控制台看到 CHDFS 服务（以 CHDFS 为例，COSN 类似）。如下所示：
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7. 在 CHDFS 服务侧单击【+】，定义新服务实例，服务实例名可自定义，例如chdfs或者chdfs_test。服务的配置如下所示：
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其中 policy.grantrevoke.auth.users 需设置后续启动 COSRangerService 服务的用户名。通常建议设置成 hadoop，后续 COSRangerService 可使用此用户名进行启动。
8. 单击新生成的 CHDFS 服务实例。
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添加 policy，如下所示：
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9. 在跳转界面中，配置以下参数。具体说明如下：
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MountPoint:  挂载点的名称，格式为 f4mxxxxxx-yyyy 等样式，可登录 CHDFS 控制台 查看。
path: CHDFS 路径。注意 CHDFS 路径必须以/开始。
include：表示设置的权限适用于 path 本身，还是除了 path 以外的其他路径。
recursive：表示权限不仅适用于 path，还适用于 path 路径下的子成员（即递归子成员）。通常用于 path 设置为目录的情况。
user/group：用户名和用户组。这里是或的关系，即用户名或者用户组满足其中一个，即可拥有对应的操作权限。
Permissions：
Read：读操作。对应于对象存储里面的 GET、HEAD 类操作，包括下载对象、查询对象元数据等。
Write：写操作。对应于对象存储里面的 PUT 类等修改操作，例如上传对象。
Delete：删除操作。 对应于对象存储里删除 Object。对于 Hadoop 的 Rename 操作，需要有对原路径的删除操作权限，对新路径的写入操作权限。
List：遍历权限。对应于对象存储里面的 List Object。
COS-Ranger-Service 是整个权限体系的核心，负责集成 ranger 的客户端，接收 ranger client 的鉴权请求，token 生成续租请求和临时密钥生成请求。同时也是敏感信息（腾讯云密钥信息）所在的区域，通常部署在堡垒机器上，只允许集群管理员操作，查看配置等。
COS-Ranger-Service 支持多节点的HA 部署，DelegationToken 状态持久化到 DB上。通过 ZK互相感知彼此节点的存在。通过客户端配置的任何一个的cos-ranger-server 的地址， 即可知道全量的列表。 因此可以通过平行扩容 cos-ranger-server，来提升整体的鉴权能力。
代码地址
可前往 Github 的 cos-ranger-server 目录下获取。
版本
V6.0 版本及以上。
部署步骤
1. 将 COS Ranger Service 服务代码拷贝到集群的几台机器上，生产环境建议至少两台机器。因为涉及到敏感信息，建议是堡垒机或者权限严格管控的机器。
2. 如果是 kerberos 集群,  则需要一个db来保存 Delegation Token(有关 kerberos 的 Delegation token 的作用, 搜索相关博文即可)， db规格推荐16c32g，100g磁盘以上。在负载不高的集群上，可混用 Hive meta store 的db。 初始化 database 和表的sql语句可前往 Github 的 cos-ranger-service/sql 目录下获取.
3. 修改 cos-ranger.xml 文件中的相关配置，其中必须修改的配置项如下所示。配置项说明请参见文件中的注释说明（配置文件可前往 Github 的 cos-ranger-service/conf 目录下获取）。
qcloud.object.storage.rpc.address
qcloud.object.storage.status.port
qcloud.object.storage.enable.chdfs.ranger
qcloud.object.storage.zk.address （zk 地址，cos ranger service 启动后注册到 zk 上）
qcloud.object.storage.kerberos.principal (kerberos 集群下的 principal, 非 kerberos 请忽略)
qcloud.object.storage.kerberos.keytab (kerberos 集群下的 keytab文件, 非 kerberos 请忽略)
sql-dt-secret-manager.connection.url (kerberos 集群, 保存 delegation token 的db, 非 kerberos 请忽略)
sql-dt-secret-manager.connection.username (kerberos 集群, 访问 delegation token 的db的用户名, 非 kerberos 请忽略)
sql-dt-secret-manager.connection.password  (kerberos 集群, 访问 delegation token 的db的用户密码的 jceks 文件路径, 非 kerberos 请忽略)
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4. 修改 ranger-chdfs-security.xml 文件中的相关配置。其中必须修改的配置项有如下所示。配置项说明请参见文件中的注释说明（配置文件可前往 Github 的 cos-ranger-service/conf 目录下获取）。
ranger.plugin.chdfs.policy.cache.dir
ranger.plugin.chdfs.policy.rest.url
ranger.plugin.chdfs.service.name
5. 修改 start_rpc_server.sh 中 hadoop_conf_path 和 java.library.path 的配置。这两个配置分别指向 hadoop 配置文件所在的目录（例如 core-site.xml、hdfs-site.xml）以及 hadoop native lib 路径。
6. 执行如下命令启动服务。
chmod +x start_rpc_server.sh
nohup ./start_rpc_server.sh &> nohup.txt &
7. 如果启动失败，查看 log 下 error 日志是否有错误信息。
8. cos-ranger-service 支持展示 HTTP 端口状态（端口名为 qcloud.object.storage.status.port，默认值为9998）。用户可通过以下命令获取状态信息（例如目前全量的 cos-ranger-server 列表、鉴权数量统计等）。
# 请将下面的10.xx.xx.xxx 替换为部署 ranger service 的机器 IP
# port 9998 设置为 qcloud.object.storage.status.port 配置值
curl -v http://10.xx.xx.xxx:9998/status
COS-Ranger-Client 由 hadoop chdfs 插件动态加载，并代理访问 COS-Ranger-Service 的相关请求。例如获取 token、鉴权操作等。
代码地址
可前往 Github 的 cos-ranger-client 和 cosn-ranger-interface 目录下获取。
版本
cos-ranger-client 要求V6.0 版本及以上。cosn-ranger-interface 要求 v1.0.5版本及以上。
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腾讯云 EMR 环境中默认安装目录在common/lib下，例如 /usr/local/service/hadoop/share/hadoop/common/lib 下。请根据自己的环境，放在对应的common/lib 路径下。 对于 ranger-client 的包名，例如 hadoop-ranger-client-for-hadoop-2.8.5-6.0.jar，2.8.5 是 hadoop 版本号，6.0是该包的版本号。for-hadoop 是通常组件使用的版本，其他一些组件，例如 presto， impala 以及高版本的 spark(spark-3.2.0版本及以后) 等，由于对依赖的 hadoop-common做了 shade，因此 ranger-client 也必须做 shade，否则会报类找不到。这些包请下载对应的 for-presto,  for-impala, for-spark 版本等。
部署方式
1. 将 cos-ranger-client jar 包和cosn-ranger-interface jar 包拷贝到与 CHDFS 插件同一目录下（通常在/usr/local/service/hadoop/share/hadoop/common/lib/目录下；请选择拷贝与自身 hadoop 大版本一致的 jar 包，最后确保 jar 包有可读权限）。
2. 在 core-site.xml 添加如下配置项：
```
<configuration>
           <!--*****必须配置********-->
           <!-- 上一步部署的 cos ranger server 的地址 -->
           <property>
               <name>qcloud.object.storage.ranger.service.address</name>
               <value>10.0.0.8:9999,10.0.0.10:9999</value>
           </property>
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           <!--***可选配置****-->           
           <!-- 设置 cos ranger service 端用的 kerberos 凭据，参考 cos ranger service 端的配置，须保持一致，如果没有认证的需求，不需要配置 -->
           <property>                
                     <name>qcloud.object.storage.kerberos.principal</name>
                     <value>hadoop/_HOST@EMR-XXXX</value>
           </property>
</configuration>
```
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版本
V3.3 版本及以上。
部署方式
部署 CHDFS 插件的方法请参考 挂载 CHDFS 文档，开启 ranger 通过添加以下方式进行：
```
    <property>
        <name>fs.ofs.ranger.enable.flag</name> 
        <value>true</value>
    </property>
```
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验证
1. 使用 hadoop cmd 执行访问 chdfs 的相关操作。 如下范例所示：
# 将挂载点，路径等替换为自己的实际信息。
hadoop fs -ls ofs://f4mxxxxyyyy-zzzz.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/doc
hadoop fs -put ./xxx.txt ofs://f4mxxxxyyyy-zzzz.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/doc/
hadoop fs -get ofs://f4mxxxxyyyy-zzzz.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/exampleobject.txt
hadoop fs -rm ofs://f4mxxxxyyyy-zzzz.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/exampleobject.txt
2. 使用 MR Job 进行验证，验证前需重启相关的服务，例如 Yarn、Hive 等。
常见问题
如果开启了 Ranger，但未配置任何 Policy，或者未匹配到任何 Policy，会如何操作？
如果未匹配上任何 policy，会默认拒绝该操作。
开启了 ranger 后，CHDFS 端是否还会进行 POSIX 鉴权？
Ranger 鉴权是在客户端环境进行的，经过 ranger 鉴权的请求，会发给 CHDFS 服务端，服务端默认会进行 POSIX 鉴权。因此如果权限都在 Ranger 端进行控制，请在 CHDFS 控制台关闭 POSIX 权限。
在 ranger 页面更改了 Policy 未生效怎么办？
请修改 cos-ranger-service 服务目录 conf 下的 ranger-chdfs-security.xml 文件的配置项：ranger.plugin.chdfs.policy.pollIntervalMs，调小该配置项（单位为毫秒），然后重启 cos-ranger-service 服务。Policy 相关测试结束后，建议修改回原来值（时间间隔太小导致轮训频率高，从而导致 CPU 利用率高企）。
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其他认证和鉴权的问题可 点击此处 查看。
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