Apache zookeeper kafka 开启SASL安全认证 —— 筑梦之路

简介

  Kafka是一个高吞吐量、分布式的发布-订阅消息系统。Kafka核心模块使用Scala语言开发，支持多语言（如Java、Python、Go等）客户端，它可以水平扩展和具有高吞吐量特性而被广泛使用，并与多类开源分布式处理系统进行集成使用。

  Kafka作为一款开源的、轻量级的、分布式、可分区和具备复制备份的、基于ZooKeeper协调管理的分布式流平台的功能强大的消息系统。与传统消息系统相比，Kafka能够更好的处理活跃的流数据，让数据在各个子系统中高性能、低延迟地不停流转。

自0.9.0.0版本开始Kafka社区添加了许多功能用于提高Kafka集群的安全性，Kafka提供SSL或者SASL两种安全策略。SSL方式主要是通过CA令牌实现，此方案主要介绍SASL方式。

SASL验证分类

验证方式	kafka版本	特点
SASL/PLAIN	0.10.0.0	不能动态添加用户
SASL/SCRAM	0.10.2.0	可以动态添加用户
SASL/Kerberos	0.9.0.0	需要独立部署验证服务
SASL/oauthbearer	2.0.0	需要自己实现接口， 实现token的创建和验证， 需要额外的oauth服务

 使用SSL加密在代理和客户端之间，代理之间或代理和工具之间传输的数据

SCRAM认证配置的优点:

  如果使用PLAIN认证有个问题，就是不能动态新增用户，每次添加用户后，需要重启正在运行的Kafka集群才能生效。

  因此，在生产环境中，这种认证方式不符合实际业务场景，不利于后期扩展。然而使用SCRAM认证，可以动态新增用户，添加用户后，可以不用重启正在运行的Kafka集群即可进行鉴权。所以生产环境推荐使用SCRAM+PLAIN搭配的认证方案。

 

配置zookeeper集群启用SASL

zookeeper官方地址：Apache ZooKeeper

1. 配置zookeeper，启用sasl认证

cat zoo.cfgtickTime=2000
initLimit=1
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper/data
dataLogDir=/data/zookeeper/datalog
clientPort=2181
admin.serverPort=8888
maxClientCnxns=3000
autopurge.snapRetainCount=3
autopurge.purgeInterval=24
server.1=192.168.100.110:2888:3888
server.2=192.168.100.111:2888:3888
server.3=192.168.100.112:2888:3888
4lw.commands.whitelist=conf,stat,srvr,mntr.envi
#zk SASL
authProvider.1=org.apache.zookeeper.server.auth.SASLAuthenticationProvider
jaasLoginRenew=3600000
requireClientAuthScheme=sasl
zookeeper.sasl.client=true

2. 配置zookeeper JAAS

cat zk_jaas.confServer {org.apache.zookeeper.server.auth.DigestLoginModule requiredusername="admin"password="admin123"user_kafka="kafka123";
};注意：admin用户 是zk 集群之间使用的。
kafka用户 是 broker 与 zk 之间使用的。

3. 修改zkEnv.sh

将上一步添加的 jaas 配置文件添加到zookeeper的环境变量中，zkEnv.sh文件最后添加一行：vim zkEnv.shZOOBINDIR="${ZOOBINDIR:-/usr/bin}"
ZOOKEEPER_PREFIX="${ZOOBINDIR}/.."# 添加如下 新增变量SERVER_JVMFLAGS：export SERVER_JVMFLAGS="-Djava.security.auth.login.config=../conf/zk_jaas.conf"

4. 配置环境变量，启动zk服务

vim /etc/profile# zk
export PATH=/home/zookeeper/bin:$PATHsource /etc/profile# 启动服务zkServer.sh start && zkServer.sh status

5. 安装zkui图形界面管理zk

# 拉取代码git clone https://github.com/DeemOpen/zkui.git# 安装maven并配置阿里云源从这里下载：https://maven.apache.org/wget https://dlcdn.apache.org/maven/maven-3/3.9.4/binaries/apache-maven-3.9.4-bin.tar.gztar -zxvf apache-maven-3.9.4-bin.tar.gzecho 'export PATH=/home/apache-maven-3.9.4-bin:$PATH' >>/etc/profilesource /etc/profilemvn -vvim settings.xml找到</mirrors>节点添加即可<mirror><id>alimaven</id><name>aliyun maven</name><url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url><mirrorOf>central</mirrorOf></mirror>
-----------------------------------# 构建jar包cd zkui/ && mvn clean install -DskipTestsmkdir /data/zkui
cp zkui/target/zkui-2.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar /data/zkui/
cp zkui/config.cfg /data/zkui/
cd /data/zkui
nohup java -jar zkui-2.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar &
tail -n 100 -f nohup.out
-----------------------------------http://192.168.100.113:9090/login
账号:admin
密码:manager基本操作 通过UI界面操作尽量规避掉人为操作的多种不确定性因素导致生产故障浏览器访问，下面的用户名和密码提示是config.cfg中loginMessage字段写死的生产中修改掉即可

配置kafka sasl动态认证

  SASL/SCRAM认证是把凭证(credential)存储在Zookeeper，使用kafka-configs.sh在Zookeeper中创建凭据。对于每个SCRAM机制，必须添加具有机制名称的配置来创建凭证，所以在启动Kafka broker之前需要创建代理间通信的凭据。

  这里配置的 Kafka和生产者/消费者之间 采用SASL/PLAIN和SASL/SCRAM两种方式共同完成认证，授权使用ACL方式。PLAIN方式的用户是在jaas文件中写死的，不能动态的添加；SCRAM支持动态的添加用户。

1. 创建用户

  配置SASL/SCRAM认证的第一步，是配置可以连接到kafka集群的用户。本案例创建了3个用户：admin，producer，consumer。kafka_server_admin用户用于broker之间的认证通信，producer用户用于生产者连接kafka，consumer用户用于消费者连接kafka 。

kafka-configs.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --alter --add-config 'SCRAM-SHA-256=[iterations=8192,password=admin123],SCRAM-SHA-512=[password=admin123]' --entity-type users --entity-name adminkafka-configs.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --alter --add-config 'SCRAM-SHA-256=[iterations=8192,password=admin123],SCRAM-SHA-512=[password=admin123]' --entity-type users --entity-name producerkafka-configs.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --alter --add-config 'SCRAM-SHA-256=[iterations=8192,password=admin123],SCRAM-SHA-512=[password=admin123]' --entity-type users --entity-name consumer

Completed Updating config for entity: user-principal 'admin'.  #正常情况打印信息这串信息。PS：用户 admin 这里配置admin用户用于实现broker间的通讯。

2. 查看创建的用户信息

kafka-configs 脚本是用来设置主题级别参数的。其实，它的功能还有很多。比如在这个例子中，我们使用它来创建 SASL/SCRAM 认证中的用户信息。可以使用下列命令来查看刚才创建的用户数据。

kafka-configs.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --describe --entity-type users #（可以单独指定某个用户 --entity-name producer，如下）
kafka-configs.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --describe --entity-type users --entity-name producer

 输出示例如下：

Configs for user-principal 'producer' are SCRAM-SHA-512=salt=czVldW1mNDRlcTgzdnJydWxrOXB0YThxbw==,stored_key=Hjrex55CEcLSA2b1n8bvL5CfjziLPHD8EoduoCkNrT0xcVDthoQSi4hvt7szU55pJP/LTbpQkZdV66nueVzKmg==,server_key=OcXwU1KyxBU1tUdlu9ikpfwl+y+ne121iD4amN7zKl8I84KeBZlrwz1IKB1ICFFiAP9XoRRj0QMgHbCfhsL/wA==,iterations=4096,SCRAM-SHA-256=salt=NDJzZmZ0MmhxMDI0N2ZrbXh6bTQwYnZzcA==,stored_key=EIzpjfD4JzItzjeh16UvpQEGyYoZbesR0GRsQB58Als=,server_key=5LAvxe/KjCas7w4GM+KlkT/il99peOozXY/HPZeSF14=,iterations=8192

这段命令包含了 writer 用户加密算法 SCRAM-SHA-256 以及 SCRAM-SHA-512 对应的盐值 (Salt)、ServerKey 和 StoreKey，这些都是 SCRAM 机制的术语。

ZK客户端命令行查看：zkCli.sh  -server 192.168.100.110:2181ls /config/users

删除用户[producer]的SCRAM证书：kafka-configs.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --alter --delete-config 'SCRAM-SHA-256' --entity-type users --entity-name producer

3. 配置kafka jaas文件

   配置了用户之后，我们需要为 Broker 创建一个对应的 JAAS 文件。在实际场景中，需要为每台单独的物理 Broker 机器都创建一份 JAAS 文件。

Kafka 的 jaas认证配置文件，配置的是登录类，超管密码和管理的帐号密码列表

vim kafka_server_jaas.confKafkaServer {org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule requiredusername ="admin"password="admin123"user_admin="admin123"user_producer="producer123"user_consumer="consumer123";
};
KafkaClient {org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule requiredusername="admin"password="admin123"user_producer="producer123"user_consumer="consumer123";
};
Client {org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule requiredusername="kafka"password="kafka123";
};-----------------------------------KafkaServer中usename配置的是kafka服务端使用的账号和密码，后面的user_xxx事预设的普通帐号认证信息。中间部分配置的是PLAIN认证方式的账户和密码，其中producer1是账户名，producer123是密码。
Client配置了broker到Zookeeper的连接用户名密码，这里要和前面zookeeper配置中的zk_jaas.conf.conf 中 user_kafka 的账号和密码相同。关于这个文件内容，需要注意以下两点：1）不要忘记最后一行和倒数第二行结尾处的分号；2）JAAS 文件中不需要任何空格键。

4. kafka 配置文件启用SASL认证

Kafka 服务配置文件 server.propertis，配置认证协议及认证实现类# -----------------节点1cat server.propertiesbroker.id=0
listeners=SASL_PLAINTEXT://:9092
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.100.110:9092
sasl.enabled.mechanisms=SCRAM-SHA-256,PLAIN
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=SCRAM-SHA-256
security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
allow.everyone.if.no.acl.found=false
authorizer.class.name=kafka.security.auth.SimpleAclAuthorizer
super.users=User:admin
num.network.threads=3
num.io.threads=8
socket.send.buffer.bytes=102400
socket.receive.buffer.bytes=102400
socket.request.max.bytes=104857600
log.dirs=/data/kafka/datalogs
num.partitions=3
num.recovery.threads.per.data.dir=1
offsets.topic.replication.factor=2
transaction.state.log.replication.factor=1
transaction.state.log.min.isr=1
log.flush.interval.messages=10000
log.flush.interval.ms=1000
log.retention.hours=168
log.retention.bytes=1073741824
log.segment.bytes=1073741824
log.retention.check.interval.ms=300000
delete.topic.enable=true
auto.create.topics.enable=false
zookeeper.connect=192.168.100.110:2181,192.168.100.111:2181,192.168.100.112:2181
zookeeper.connection.timeout.ms=60000
group.initial.rebalance.delay.ms=0# -------------------节点2cat server.propertiesbroker.id=1
listeners=SASL_PLAINTEXT://:9092
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.100.111:9092
sasl.enabled.mechanisms=SCRAM-SHA-256,PLAIN
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=SCRAM-SHA-256
security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
allow.everyone.if.no.acl.found=false
authorizer.class.name=kafka.security.auth.SimpleAclAuthorizer
super.users=User:admin
num.network.threads=3
num.io.threads=8
socket.send.buffer.bytes=102400
socket.receive.buffer.bytes=102400
socket.request.max.bytes=104857600
log.dirs=/data/kafka/datalogs
num.partitions=3
num.recovery.threads.per.data.dir=1
offsets.topic.replication.factor=2
transaction.state.log.replication.factor=1
transaction.state.log.min.isr=1
log.flush.interval.messages=10000
log.flush.interval.ms=1000
log.retention.hours=168
log.retention.bytes=1073741824
log.segment.bytes=1073741824
log.retention.check.interval.ms=300000
delete.topic.enable=true
auto.create.topics.enable=false
zookeeper.connect=192.168.100.110:2181,192.168.100.111:2181,192.168.100.112:2181
zookeeper.connection.timeout.ms=60000
group.initial.rebalance.delay.ms=0# -----------------------节点3
cat server.propertiesbroker.id=2
listeners=SASL_PLAINTEXT://:9092
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.100.112:9092
sasl.enabled.mechanisms=SCRAM-SHA-256,PLAIN
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=SCRAM-SHA-256
security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
allow.everyone.if.no.acl.found=false
authorizer.class.name=kafka.security.auth.SimpleAclAuthorizer
super.users=User:admin
num.network.threads=3
num.io.threads=8
socket.send.buffer.bytes=102400
socket.receive.buffer.bytes=102400
socket.request.max.bytes=104857600
log.dirs=/data/kafka/datalogs
num.partitions=3
num.recovery.threads.per.data.dir=1
offsets.topic.replication.factor=3
transaction.state.log.replication.factor=1
transaction.state.log.min.isr=1
log.flush.interval.messages=10000
log.flush.interval.ms=1000
log.retention.hours=168
log.retention.bytes=1073741824
log.segment.bytes=1073741824
log.retention.check.interval.ms=300000
delete.topic.enable=true
auto.create.topics.enable=false
zookeeper.connect=192.168.100.110:2181,192.168.100.111:2181,192.168.100.112:2181
zookeeper.connection.timeout.ms=60000
group.initial.rebalance.delay.ms=0

5. kafka 启动脚本添加认证文件路径的环境变量

Kafka 安全认证可以直接通过环境变量 -Djava.security.auth.login.config 设置，修改 Kafka 启动脚本 kafka-start-server.sh 文件最后一行，增加一个参数指向 jaas 配置文件的绝对路径

vim kafka-server-start.sh#exec $base_dir/kafka-run-class.sh $EXTRA_ARGS kafka.Kafka "$@"
exec $base_dir/kafka-run-class.sh $EXTRA_ARGS -Djava.security.auth.login.config=/path-to-kafka/config/kafka_server_jaas.conf kafka.Kafka "$@"

 6.  kafka客户端配置

1) 配置consumer.properties和producer.properties,都要加入以下配置

ecurity.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=SCRAM-SHA-512

2) 生产者配置

使用kafka-console-producer.sh脚本测试生产者，由于开启安全认证和授权，此时使用console-producer脚本来尝试发送消息，那么消息会发送失败，原因是没有指定合法的认证用户，因此客户端需要做相应的配置，需要创建一个名为producer.conf的配置文件给producer程序使用。

config目录下创建一个producer.conf的文件，文件内容如下：

cat producer.confsecurity.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=SCRAM-SHA-256
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.scram.Scra
mLoginModule required username="producer" password="producer123";

注意：Topic设置写权限

3) 消费者配置

使用kafka-console-consumer.sh脚本测试生产者，由于开启安全认证和授权，因此客户端需要做相应的配置。需要为 consumer 用户创建consumer.conf给消费者程序，同时设置对topic的读权限。

config目录下创建一个consumer.conf的文件，文件内容如下：

vim consumer.confsecurity.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=SCRAM-SHA-256
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.scram.Scra
mLoginModule required username="consumer" password="consumer123";

 注意：Topic设置读权限。

4) 在生产者和消费者启动脚本中引入JAAS文件

vim bin/kafka-console-producer.shif [ "x$KAFKA_HEAP_OPTS" = "x" ]; thenexport KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx512M"
fi# 添加这行
export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/path-to-kafka/config/kafka_server_jaas.conf"exec $(dirname $0)/kafka-run-class.sh kafka.tools.ConsoleProducer "$@"# vim bin/kafka-console-consumer.shif [ "x$KAFKA_HEAP_OPTS" = "x" ]; thenexport KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx512M"
fi# 添加这行
export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/path-to-kafka/config/kafka_server_jaas.conf"exec $(dirname $0)/kafka-run-class.sh kafka.tools.ConsoleConsumer "$@"

 启动kafka集群

nohup kafka-server-start.sh /path-to-kafka/config/server.properties &

# 检查启动日志tail -n 100 -f nohup.out

检查验证

zkCli.sh  -server localhost:2181ls /brokers/ids

1. 生产者测试

1） 创建一个测试主题test_topic

kafka-topics.sh --zookeeper 192.168.100.112:2181 --create --replication-factor 3 --partitions 3 --topic test_topic

2）查看创建的Topic

kafka-topics.sh  --list --zookeeper 192.168.100.112:2181 test_topickafka-topics.sh --describe --zookeeper 192.168.100.112:2181 --topic test_topic

注：kafka开启认证后，当生产者往Topic写数据需要为主题配置权限（write），即对生产者赋予写的权限。

这里使用producer用户认证授权，通过ACL为producer 用户分配操作test_topic权限（下面两个命令二选一即可）：

分配写的权限kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.100.112:2181 --add --allow-
principal User:producer --operation Write --topic 'test_topic'

• 启动生产者发送消息

特别注意：在生产者生产消息之前如果不设置生产者用户的ACL权限会报错:

kafka-console-producer.sh --broker-list 192.168.100.112:9092 --topic test_topic --producer.config /path-to-kafka/config/producer.conf>hello
>world
>end

2. 消费者测试

注：kafka开启认证后，当消费者拉取主题的消息时需要为Topic配置权限（read），即对生产者赋予写的权限。

这里使用consumer用户认证授权，通过ACL为consumer用户分配操作test_topic权限，同时需要对消费者组授权（给groupId配权），执行一下2个步骤:

1）分配读的权限kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.100.112:2181 --add --allow-principal User:consumer--operation Read --topic 'test_topic'2）分配consumer的权限kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.100.112:2181 --add --allow-
principal User:consumer--consumer --topic test_topic --group test_group

启动消费者消费消息：

读取消息前，如果对开启消费者用户读取topic权限，会报错：

#kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 192.xxx.xxx.112:9092,192.xxx.xxx.110:9092,192.xxx.xxx.111:9092  --topic test --group test-group --from-beginning --consumer.config /path-to-kafka/config/consumer.confkafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 192.xxx.xxx.112:9092  --topic test_topic --group test-group --from-beginning --consumer.config /path-to-kafka/config/consumer.confhello
world
end

案例一则

1）创建Topic
kafka-topics.sh --zookeeper 192.168.100.110:2181 --create --partitions 2 --replication-factor 1 --topic test12）生产者端配置
#添加写权限
kafka-acls.sh --authorizer kafka.security.auth.SimpleAclAuthorizer --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.100.110:2181 --add --allow-principal User:producer --operation Write --topic test1#写入消息
kafka-console-producer.sh --broker-list 192.168.100.112:9092,192.168.100.111:9092,192.168.100.110:9092 --topic test1
--producer.config /path-to-kafka/config/producer.conf
>hello
>world3）消费者端配置
#添加读权限
kafka-acls.sh --authorizer kafka.security.auth.SimpleAclAuthorizer --authorizer-
properties zookeeper.connect=192.168.100.110:2181 --add --allow-principal User:consumer --operation Read --topic test1#添加消费者组权限
kafka-acls.sh --authorizer kafka.security.auth.SimpleAclAuthorizer --authorizer-
properties zookeeper.connect=192.168.100.110:2181 --add --allow-principal User:consumer --operation Read --group test-group#拉取消息
kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 192.168.100.112:9092,192.168.100.110:9092,192.168.100.111:9092  
--topic test1 --from-beginning --consumer.config
/path-to-kafka/config/consumer.conf --group test-group
hello
World