• ZooKeeper权限控制

    日期：2011-11-02 作者：ni掌柜

    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：

    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）

    package org.I0Itec.zkclient;

    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）：
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