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ZooKeeper权限控制

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目前在公司内部使用ZooKeeper的地方越来越多,应用大多喜欢自己部署一套ZK集群来使用。考虑到ZK的高可用,并且一套ZK集群至少3台机器, 那么每个应用,尤其是一些非核心应用都自己去部署一套的话,对资源利用率很低。另外,随着ZK容灾的提出,单套ZK集群使用的机器量会更大,运维人员开始 对这个情况担忧,强烈希望能够合并ZK集群。

ZK集群合并使用本身并没有太大的难度,问题在于应用方是否愿意大家共用一套ZK集群,这其中一个显而易见的问题就是权限:如果我的数据被别人动了怎么办?

在公司不少牛人的帮助下,暂时得到两个权限方案,同时也希望大家提出自己的看法,共同进步。个人建议采用zookeeper acl的权限控制方式。

方案一:采用ZooKeeper支持的ACL digest方式,用户自己定义节点的权限

这种方案将zookeeper的acl和digest授权认证模式相结合。具体操作流程如下:

auth_control_procedure

可以把这个访问授权过程看作是用户注册,系统给你一个密码,每次操作使用这个用户名(appName)和密码. 于是就可以对应有这样权限管理系统,专门是负责进行节点的创建申请:包含“申请私有节点”和“申请公有节点”。这样一来,节点的创建都是由这个权限管理系统来负责了,每次申请完后,系统都会返回给你的一个key,格式通常是“{appName}:{password}”,以后你的任何操作都要在zk session 中携带上这个key,这样就能进行权限控制。当然,用户自己通过zk客户端进行path的创建也是可以的,只是要求他们要使用授权方式来进行zk节点的创建。(注意,如果使用zkclient,请使用 https://github.com/nileader/zkclient )

整个权限控制流程的代码测试,如下图所示,点击查看大图:(测试代码在这里

java_programme_run_result

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.data.ACL;
 
/**
* Description: ZooKeepre ACL权限控制 测试
* @author nileader / nileader@gmail.com
* @Date Feb 2, 2012
*/
public class DemoAuth implements Watcher {
 
final static String SERVER_LIST = “127.0.0.1:4711;
 
final static String PATH =/yinshi_auth_test”;
final static String PATH_DEL =/yinshi_auth_test/will_be_del”;
 
final static String authentication_type = “digest”;
 
final static String correctAuthentication = “taokeeper:true;
final static String badAuthentication = “taokeeper:errorCode”;
 
static ZkClient zkClient = null;
 
public static void main( String[] args ) throws Exception {
 
List< ACL > acls = new ArrayList< ACL >( 1 );
for ( ACL ids_acl : Ids.CREATOR_ALL_ACL ) {
acls.add( ids_acl );
}
 
try {
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, correctAuthentication.getBytes() );
} catch ( Exception e ) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
 
try {
zkClient.createPersistent( PATH, acls, “init content” );
System.out.println( “使用授权key:” + correctAuthentication + “创建节点:” + PATH + “, 初始内容是: init content” );
} catch ( Exception e ) {
e.printStackTrace();
}
try {
zkClient.createPersistent( PATH_DEL, acls, “待删节点” );
System.out.println( “使用授权key:” + correctAuthentication + “创建节点:” + PATH_DEL + “, 初始内容是: init content” );
} catch ( Exception e ) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
 
// 获取数据
getDataByNoAuthentication();
getDataByBadAuthentication();
getDataByCorrectAuthentication();
 
// 更新数据
updateDataByNoAuthentication();
updateDataByBadAuthentication();
updateDataByCorrectAuthentication();
 
// 获取数据
getDataByNoAuthentication();
getDataByBadAuthentication();
getDataByCorrectAuthentication();
 
//删除数据
deleteNodeByBadAuthentication();
deleteNodeByNoAuthentication();
deleteNodeByCorrectAuthentication();
 
deleteParent();
 
zkClient.close();
}
 
/** 获取数据:采用错误的密码 */
static void getDataByBadAuthentication() {
String prefix =[使用错误的授权信息];
try {
System.out.println( prefix + “获取数据:” + PATH );
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, badAuthentication.getBytes() );
System.out.println( prefix + “成功获取数据:” + zkClient.readData( PATH ) );
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “获取数据失败,原因:” + e.getMessage() );
}
}
 
/** 获取数据:不采用密码 */
static void getDataByNoAuthentication() {
String prefix =[不使用任何授权信息];
try {
System.out.println( prefix + “获取数据:” + PATH );
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
System.out.println( prefix + “成功获取数据:” + zkClient.readData( PATH ) );
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “获取数据失败,原因:” + e.getMessage() );
}
}
 
/** 采用正确的密码 */
static void getDataByCorrectAuthentication() {
String prefix =[使用正确的授权信息];
try {
System.out.println( prefix + “获取数据:” + PATH );
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, correctAuthentication.getBytes() );
System.out.println( prefix + “成功获取数据:” + zkClient.readData( PATH ) );
} catch ( Exception e ) {
System.out.println( prefix + “获取数据失败,原因:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 更新数据:不采用密码
*/
static void updateDataByNoAuthentication() {
 
String prefix =[不使用任何授权信息];
 
System.out.println( prefix + “更新数据: ” + PATH );
try {
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
if( zkClient.exists( PATH ) ){
zkClient.writeData( PATH, prefix );
System.out.println( prefix + “更新成功” );
}
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “更新失败,原因是:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 更新数据:采用错误的密码
*/
static void updateDataByBadAuthentication() {
 
String prefix =[使用错误的授权信息];
 
System.out.println( prefix + “更新数据:” + PATH );
try {
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, badAuthentication.getBytes() );
if( zkClient.exists( PATH ) ){
zkClient.writeData( PATH, prefix );
System.out.println( prefix + “更新成功” );
}
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “更新失败,原因是:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 更新数据:采用正确的密码
*/
static void updateDataByCorrectAuthentication() {
 
String prefix =[使用正确的授权信息];
 
System.out.println( prefix + “更新数据:” + PATH );
try {
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, correctAuthentication.getBytes() );
if( zkClient.exists( PATH ) ){
zkClient.writeData( PATH, prefix );
System.out.println( prefix + “更新成功” );
}
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “更新失败,原因是:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 不使用密码 删除节点
*/
static void deleteNodeByNoAuthentication() throws Exception {
 
String prefix =[不使用任何授权信息];
 
try {
System.out.println( prefix + “删除节点:” + PATH_DEL );
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
if( zkClient.exists( PATH_DEL ) ){
zkClient.delete( PATH_DEL );
System.out.println( prefix + “删除成功” );
}
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “删除失败,原因是:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 采用错误的密码删除节点
*/
static void deleteNodeByBadAuthentication() throws Exception {
 
String prefix =[使用错误的授权信息];
 
try {
System.out.println( prefix + “删除节点:” + PATH_DEL );
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, badAuthentication.getBytes() );
if( zkClient.exists( PATH_DEL ) ){
zkClient.delete( PATH_DEL );
System.out.println( prefix + “删除成功” );
}
} catch ( Exception e ) {
System.err.println( prefix + “删除失败,原因是:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 使用正确的密码删除节点
*/
static void deleteNodeByCorrectAuthentication() throws Exception {
 
String prefix =[使用正确的授权信息];
 
try {
System.out.println( prefix + “删除节点:” + PATH_DEL );
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, correctAuthentication.getBytes() );
if( zkClient.exists( PATH_DEL ) ){
zkClient.delete( PATH_DEL );
System.out.println( prefix + “删除成功” );
}
} catch ( Exception e ) {
System.out.println( prefix + “删除失败,原因是:” + e.getMessage() );
}
}
 
/**
* 使用正确的密码删除节点
*/
static void deleteParent() throws Exception {
try {
zkClient = new ZkClient( SERVER_LIST, 50000);
zkClient.addAuthInfo( authentication_type, correctAuthentication.getBytes() );
if( zkClient.exists( PATH ) ){
zkClient.delete( PATH );
}
} catch ( Exception e ) {
e.printStackTrace();
}
}
 
@Override
public void process( WatchedEvent event ) {
// TODO Auto-generated method stub
 
}
 
}

方案二、对zookeeper的AuthenticationProvider进行扩展,和内部其它系统A打通,从系统A中获取一些信息来判断权限

这个方案大致是这样:
1. A系统上有一份IP和appName对应的数据本地。
2. 将这份数据在ZK服务器上缓存一份,并定时进行缓存更新。
3. 每次客户端对服务器发起请求的时候,获取客户端ip进行查询,判断是否有对应appName的权限。限制指定ip只能操作指定 /appName znode。
4. 其它容灾措施。

个人比较两个方案:
1.方案一较方案二,用户的掌控性大,无论线上,日常,测试都可以由应用开发人员自己决定开启/关闭权限。 (方案一的优势)
2.方案二较方案一,易用性强,用户的使用和无权限基本一致。 (方案二的优势)
3.方案一较方案二更为纯洁。因为我觉得zk本来就应该是一个底层组件,让他来依赖其它上层的另一个系统?权限的控制精度取决于系统A上信息的准确性。 (方案一的优势)

另外附上 方案一 有权限和无权限对比压测TPS情况
测试条件:三台ZK服务器:8核 JDK 1.6.0-06 四台zk客户端机器:5核 JDK1.6.0-21
测试场景:800个发布者,对应800个path,每个path 3个订阅者,共2400个订阅者。发布者发布数据,通知订阅者。
结论:权限控制对zk的TPS有一定的影响,但是还是保持在较高的水准(1.3w+),如图(点击查看大图):
cs2

本文固定链接: http://www.chepoo.com/zookeeper-access-control.html | IT技术精华网

ZooKeeper权限控制:等您坐沙发呢!

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