Ceph X 认证机制
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Ceph 分布式存储,Linux

2611 字
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11 分钟

5 Ceph X 认证机制

Ceph 使用 cephx 协议对客户端进行身份认证

cephx 用于对 ceph 保存的数据进行认证访问和授权，用于对访问 ceph 的请求进行认证和授权检测，与 mon 通信的请求都要经过 ceph 认证通过，但是也可以在 mon 节点关闭 cephx 认证，但是关闭认证之后任何访问都将被允许，因此无法保证数据的安全性

客户端访问 Ceph 集群需要通过认证机制

在生产环境中一般不使用 admin 账户，客户端都是使用普通用户

5.1 授权流程

每个 mon 节点都可以对客户端进行身份认证并分发秘钥，因此多个 mon 节点就不存在单点故障和认证性能瓶颈

mon 节点会返回用于身份认证的数据结构给客户端，其中包含获取 ceph 服务时用到的 session key, session key 通过客户端秘钥进行加密，秘钥是在客户端提前配置好的 ， /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring客户端使用 session key 向 mon 请求所需要的服务，mon 向客户端提供一个 tiket，用于向实际处理数据的 OSD 等服务验证客户端身份，MON 和 OSD 共享同一个 secret，因此 OSD 会信任所有 MON 发放的 tiket，tiket 存在有效期

注意：

CephX 身份验证功能仅限制在 Ceph 的各组件之间，不能扩展到其他非 ceph 组件

Ceph 只负责认证授权，不能解决数据传输的加密问题

  1. 客户端访问之前先加载 /etc/ceph/ceph.conf 文件，该文件就有对应的 mon 服务器地址，拿到 mon 发送请求认证

  2. mon 接收到客户端请求认证之后生成 session key 然后加密返回给客户端

  3. 客户端解密得到 session key 申请 tiket

  4. mon 验证 session key 是否正确然后返回 tiket

  5. 客户端使用 tiket 访问 OSD

  6. OSD 验证 tiket 并返回数据

5.2 访问流程

无论 ceph 客户端是哪种类型，例如块设备、对象存储、文件系统，ceph 都会在存储池中将所有数据存储为对象:

ceph 用户需要拥有存储池访问权限，才能读取和写入数据

ceph 用户必须拥有执行权限才能使用 ceph 的管理命令

5.3 ceph 用户

用户是指个人(ceph 管理者)或系统参与者(MON/OSD/MDS)。通过创建用户，可以控制用户或哪个参与者能够访问 ceph 存储集群、以及可访问的存储池及存储池中的数据。

ceph 支持多种类型的用户，但可管理的用户都属于 client 类型区分用户类型的原因在于，MON/OSD/MDS 等系统组件特使用 cephx 协议，但是它们为非

客户端。 通过点号来分割用户类型和用户名，格式为 TYPE.ID，例如 client.admin。

通常我们创建的都是 client 类型，一般提供给虚拟机和 K8S 容器使用

root@ceph-node1:~# cat /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring
[client.admin]
    key = AQC/hB9hmcMEHBAAbRGwWgJQ+OXacHEPvTM6BA==
    caps mds = "allow *"
    caps mgr = "allow *"
    caps mon = "allow *"
    caps osd = "allow *"

5.3.1 列出指定用户信息

通过 get 列出指定的某个账号

# 获取 client.admin 用户信息
root@ceph-node1:~# ceph auth get client.admin
[client.admin]
    key = AQC/hB9hmcMEHBAAbRGwWgJQ+OXacHEPvTM6BA==
    caps mds = "allow *"
    caps mgr = "allow *"
    caps mon = "allow *"
    caps osd = "allow *"
exported keyring for client.admin

注意：TYPE.ID 表示法

针对用户采用 TYPE.ID 表示法，例如 osd.0 指定是 osd 类并且 ID 为 0 的用户(节点)， client.admin 是 client 类型的用户，其 ID 为 admin，另请注意，每个项包含一个 key=xxxx 项，以及一个或多个 caps 项。 可以结合使用 -o 文件名选项和 ceph auth list 将输出保存到某个文件。

5.3.2 列出所有用户信息

通过下面命令列出 ceph 集群默认所有用户

root@ceph-node1:~# ceph auth list
mds.ceph-mgr1
    key: AQAcpCdhtVxbAxAAfk5RVgiXmT64SfKoOhj5+Q==
    caps: [mds] allow
    caps: [mon] allow profile mds
    caps: [osd] allow rwx
osd.0
    key: AQDdxB9hOsGALBAA7BbstuNpDKsgUBEt24NtLg==
    caps: [mgr] allow profile osd
    caps: [mon] allow profile osd
    caps: [osd] allow *
........省略........

5.4 Ceph 授权和使用

ceph 基于使能/能力(Capabilities，简称 caps )来描述用户可针对 MON/OSD 或 MDS 使用的授权范围或级别。

通用的语法格式：daemon-type 'allow caps' [...]

能力一览表：

r：向用户授予读取权限。访问监视器(mon)以检索 CRUSH 运行图时需具有此能力。 
w：向用户授予针对对象的写入权限。 一般是针对客户端对 OSD 数据的写入问题
x：授予用户调用类方法（包括读取和写入）的能力，以及在监视器中执行 auth 操作的能 力。
*：授予用户对特定守护进程/存储池的读取、写入和执行权限，以及执行管理命令的能力
​
class-read：授予用户调用类读取方法的能力，属于是 x 能力的子集。 
class-write：授予用户调用类写入方法的能力，属于是 x 能力的子集。
​
profile osd：授予用户以某个 OSD 身份连接到其他 OSD 或监视器的权限。授予 OSD 权 限，使 OSD 能够处理复制检测信号流量和状态报告(获取 OSD 的状态信息)。 
​
profile mds：授予用户以某个 MDS 身份连接到其他 MDS 或监视器的权限。 
​
profile bootstrap-osd：授予用户引导 OSD 的权限(初始化 OSD 并将 OSD 加入 ceph 集群)， 授权给部署工具，使其在引导 OSD 时有权添加密钥。 
​
profile bootstrap-mds：授予用户引导元数据服务器的权限，授权部署工具权限，使其在引 导元数据服务器时有权添加密钥。

MON 能力：

包括 r/w/x 和 allow profile cap(ceph 的运行图)

例如： 

mon 'allow rwx' 
mon 'allow profile osd'

OSD 能力: 

包括 r、w、x、class-read、class-write(类读取)）和 profile osd(类写入)，另外 OSD 能力还允许进行存储池和名称空间设置。 
​
osd 'allow capability' [pool=poolname] [namespace=namespace-name]

MDS 能力： 

只需要 allow 或空都表示允许。 
​
mds 'allow'

5.5 Ceph 用户管理

用户管理功能可让 Ceph 集群管理员能够直接在 Ceph 集群中创建、更新和删除用户。在 Ceph 集群中创建或删除用户时，可能需要将密钥分发到客户端，以便将密钥添加到密 钥环文件中 /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring，此文件中可以包含一个或者多个用户认证信息，凡是拥有此文件的节点，将具备访问 ceph 的权限，而且可以使用其中任何一个账户的权限，此文件类似于 linux 系统的中的/etc/passwd 文件。

5.5.1 用户管理

添加一个用户会创建用户名 (TYPE.ID)、机密密钥，以及包含在命令中用于创建该用户的所有能力,用户可使用其密钥向 Ceph 存储集群进行身份验证。用户的能力授予该用户在 Ceph monitor (mon)、Ceph OSD (osd) 或 Ceph 元数据服务器 (mds) 上进行读取、写入或执行的能力,可以使用以下几个命令来添加用户：

5.5.1.1 创建用户

此命令是添加用户的规范方法。它会创建用户、生成密钥，并添加所有指定的能力。 

# 创建用户，并且这个用户只能对 mypool 有读写执行请求，其他 pool 不能访问
root@ceph-deploy:~# ceph auth add client.tom mon 'allow r' osd 'allow rwx pool=mypool'
added key for client.tom
​
# ceph auth add client.tom ：创建 tom 用户类型为 client 
# mon 'allow r'            ：对 mon 只读权限
# osd 'allow rwx pool=mypool' ：对 osd 读写执行权限，并且指定了存储池为 mypool

指定查看 tom 用户信息

root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.tom
[client.tom]
    # 这个 key 是 ceph 自己生成
    key = AQCfQCxhOW62GxAAL+cHDePUBA3/Xph6HD+qRw==
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow rwx pool=mypool"
exported keyring for client.tom

但是这个用户文件我们在后续使用需要单独保存和导出

5.5.1.2 创建用户并返回 key

ceph auth get-or-create

此命令是创建用户并仅返回用户密钥，对于只需要密钥的客户端（例如 libvirt），此命令非常有用。如果该用户已存在，此命令只返回密钥。您可以使用 -o 文件名选项将输出保存到某个文件。

创建客户端用户时，可以创建不具有能力的用户。不具有能力的用户可以进行身份验证，但不能执行其他操作，此类客户端无法从监视器检索集群地图，但是，如果希望稍后再添加能力，可以使用 ceph auth caps 命令创建一个不具有能力的用户。

典型的用户至少对 Ceph monitor 具有读取功能，并对 Ceph OSD 具有读取和写入功能。此外，用户的 OSD 权限通常限制为只能访问特定的存储池。

# 通过 ceph auth get-or-create 命令创建用户并返回 key
​
root@ceph-deploy:~# ceph auth get-or-create client.jack mon 'allow r' osd 'allow rwx pool=mypool'
[client.jack]
    key = AQAIRSxhmNiwKhAAOMV20tJYMkPG9VtFrymR+w==      # 返回的 key 信息
​
# client.jack：创建一个 client 类型的 jack 用户
# mon 'allow r' ：对 mon 只读权限
# osd 'allow rwx pool=mypool'：对 osd 有读写执行，并且只对 mypool 这个存储池有该权限

5.5.1.3 获取单个指定用户的 key 信息

通过 ceph auth print-key 获取指定用户的 key 信息

root@ceph-deploy:~# ceph auth print-key client.jack
AQAIRSxhmNiwKhAAOMV20tJYMkPG9VtFrymR+w==

5.5.1.4 修改用户权限

使用 ceph auth caps 命令可以指定用户以及更改该用户的能力，设置新能力会完全覆盖当前的能力，因此要加上之前的用户已经拥有的能和新的能力，通过修改用户权限并不会涉及到修改该用户的 key

如果看当前能力，可以运行 ceph auth get USERTYPE.USERID，

如果要添加能力，使用以下格式时还需要指定现有能力：

比如这个用户之前的权限太小了或者太大了，这里我想给他增加权限

范例：

# 查看 jack 用户权限
root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.jack
[client.jack]
    key = AQAIRSxhmNiwKhAAOMV20tJYMkPG9VtFrymR+w==
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow rwx pool=mypool"      # 修改之前 jack 用户对 mypool 有 rwx 权限
exported keyring for client.jack
​
# 通过 ceph auth caps 修改用户权限
root@ceph-deploy:~# ceph auth caps client.jack mon 'allow r' osd 'allow rw pool=mypool'
updated caps for client.jack
​
# 查看修改后的 jack 用户
root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.jack
[client.jack]
    key = AQAIRSxhmNiwKhAAOMV20tJYMkPG9VtFrymR+w==      # 并且 Key 没有变化
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow rw pool=mypool"       # 修改后该用户对 mypool 只有 rw 权限
exported keyring for client.jack

5.5.1.5 删除用户

要删除用户使用 ceph auth del TYPE.ID，其中 TYPE 是 client、osd、mon 或 mds 之一， ID 是用户名或守护进程的 ID。

# 删除 Jack 
root@ceph-deploy:~# ceph auth del client.jack
updated
​
# 提示错误没有找到 jack 的 key
root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.jack
Error ENOENT: failed to find client.jack in keyring

5.6 秘钥环管理

ceph 的秘钥环是一个保存了 secrets、keys、certificates 并且能够让客户端通认证访问 ceph 的 keyring file(集合文件)，一个 keyring file 可以保存一个或者多个认证信息，每一个 key 都有一个实体名称加权限，类型为： 

{client、mon、mds、osd}.name

如下图红框中的文件都是密钥环文件格式如下：

集群名称.类型.账号名.keyring

当客户端访问 ceph 集群时，ceph 会使用以下四个密钥环文件预设置密钥环设置：

/etc/ceph/<$cluster name>.<user $type>.<user $id>.keyring # 保存单个用户的 keyring 
/etc/ceph/cluster.keyring                                 # 保存多个用户的 keyring 
/etc/ceph/keyring                               # 未定义集群名称的多个用户的 keyring 
/etc/ceph/keyring.bin                           # 编译后的二进制文件

5.6.1 通过秘钥环文件备份与恢复用户

如果我们的用户被删除了，我们可以从这个秘钥环文件中将用户还原，在还原之后权限不变，主最要的是 key 也不变

因为在 K8S 中容器可以能有上百个，而且都会对同一个用户的 key 进行认证，如果我们把这个用户删了那这些容器则不能正常访问 ceph 集群

使用 ceph auth add 等命令添加的用户还需要额外使用 ceph-authtool 命令为其创建用户秘钥环文件。

创建 keyring 文件命令格式：

ceph-authtool --create-keyring FILE

5.6.1.1 导出用户认证信息至 keyring 文件

将用户信息导出至 keyring 文件，对用户信息进行备份。

范例如下：

# 创建 user1 用户，对 mon 只读、对 mypool 全部权限
root@ceph-deploy:~# ceph auth get-or-create client.user1 mon 'allow r' osd 'allow * pool=mypool'
[client.user1]
    key = AQANTixhQiF5NhAA5/U3C7AZLQGIJaBtRHzvbQ==
​
# 创建 keyring 文件，并且这个文件名要和密钥环文件的格式保持一致
root@ceph-deploy:~# ceph-authtool --create-keyring ceph.client.user1.keyring
creating ceph.client.user1.keyring
​
# 通过 -o 导出 keyring 至指定文件
root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.user1 -o ceph.client.user1.keyring
exported keyring for client.user1
​
# 查看 ceph.client.user1.keyring 文件 key 已经导出
root@ceph-deploy:~# cat ceph.client.user1.keyring
[client.user1]
    key = AQANTixhQiF5NhAA5/U3C7AZLQGIJaBtRHzvbQ==
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow * pool=mypool"

在创建包含单个用户的密钥环时，通常建议使用 ceph 集群名称、用户类型和用户名及 keyring 来 命 名 ， 并 将其保存在 /etc/ceph 目录中。 例如为 client.user1 用户创建 ceph.client.user1.keyring。

5.6.1.2 从 keyring 文件恢复用户认证信息

可以使用 ceph auth import -i 指定 keyring 文件并导入到 ceph，其实就是起到用户备份和恢复的目的：

范例如下：

# 验证用户的认证文件
root@ceph-deploy:~# cat ceph.client.user1.keyring
[client.user1]
    key = AQANTixhQiF5NhAA5/U3C7AZLQGIJaBtRHzvbQ==
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow * pool=mypool"
    
# 误操作删除 user1 用户
root@ceph-deploy:~# ceph auth del client.user1
updated
​
# 验证 user1 用户确实被删除
root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.user1
Error ENOENT: failed to find client.user1 in keyring
​
# 导入 user1 的 keyring 文件
root@ceph-deploy:~# ceph auth import -i ceph.client.user1.keyring
imported keyring
​
# 验证 user1 用户恢复成功
root@ceph-deploy:~# ceph auth get client.user1
[client.user1]
    key = AQANTixhQiF5NhAA5/U3C7AZLQGIJaBtRHzvbQ==  # 并且 key 恢复同步成功
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow * pool=mypool"
exported keyring for client.user1

5.6.2 秘钥环文件多用户

一个 keyring 文件中可以包含多个不同用户的认证文件。 一般情况下我们都是放一个用户单独放一个 keyring 文件

5.6.2.1 将多用户到处至秘钥环

范例如下：

# 先创建 keyring 文件：
root@ceph-deploy:~# ceph-authtool --create-keyring ceph.client.users.keyring
creating ceph.client.users.keyring
​
# 把指定的 admin 用户的 keyring 文件内容导入到 users 的 keyring 文件：
root@ceph-deploy:~# ceph-authtool ./ceph.client.users.keyring --import-keyring /home/ceph/ceph-cluster/ceph.client.admin.keyring
importing contents of /home/ceph/cepsh-cluster/ceph.client.admin.keyring into ./ceph.client.users.keyring
# /home/ceph/ceph-cluster/ceph.client.admin.keyring 为 admin 用户的 keyring 文件路径
​
# 验证 users.keyring 文件已经将 admin 导入
root@ceph-deploy:~# ceph-authtool -l ceph.client.users.keyring
[client.admin]
    key = AQC/hB9hmcMEHBAAbRGwWgJQ+OXacHEPvTM6BA==
    caps mds = "allow *"
    caps mgr = "allow *"
    caps mon = "allow *"
    caps osd = "allow *"
​
# 导入 user1 的 keyring 文件至 users 中
root@ceph-deploy:~# ceph-authtool ./ceph.client.users.keyring --import-keyring ceph.client.user1.keyring
importing contents of ceph.client.user1.keyring into ./ceph.client.users.keyring
​
# 验证 admin 和 user1 已经导入
root@ceph-deploy:~# ceph-authtool -l ceph.client.users.keyring
[client.admin]
    key = AQC/hB9hmcMEHBAAbRGwWgJQ+OXacHEPvTM6BA==
    caps mds = "allow *"
    caps mgr = "allow *"
    caps mon = "allow *"
    caps osd = "allow *"
[client.user1]
    key = AQANTixhQiF5NhAA5/U3C7AZLQGIJaBtRHzvbQ==
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow * pool=mypool"
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