hdfs/hbase 程式利用Kerberos認證超過ticket_lifetime期限後異常

来源:https://www.cnblogs.com/gaofeng-henu/archive/2020/01/14/12190580.html
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問題描述 業務需要一個長期運行的程式，將上傳的文件存放至HDFS，程式啟動後，剛開始一切正常，執行一段時間（一般是一天，有的現場是三天），就會出現認證錯誤，用的JDK是1.8,hadoop client，對應的版本是2.5.1，為什麼強調這個版本號，因為錯誤的根本原因就在於版本問題 錯誤日誌 業務程 ...


問題描述

業務需要一個長期運行的程式，將上傳的文件存放至HDFS，程式啟動後，剛開始一切正常，執行一段時間（一般是一天，有的現場是三天），就會出現認證錯誤，用的JDK是1.8,hadoop-client，對應的版本是2.5.1，為什麼強調這個版本號，因為錯誤的根本原因就在於版本問題

錯誤日誌

Caused by: org.ietf.jgss.GSSException: No valid credentials provided (Mechanism level: Failed to find any Kerberos tgt)
    at sun.security.jgss.krb5.Krb5InitCredential.getInstance(Krb5InitCredential.java:147) ~[?:1.8.0_212]
    at sun.security.jgss.krb5.Krb5MechFactory.getCredentialElement(Krb5MechFactory.java:122) ~[?:1.8.0_212]
    at sun.security.jgss.krb5.Krb5MechFactory.getMechanismContext(Krb5MechFactory.java:187) ~[?:1.8.0_212]
    at sun.security.jgss.GSSManagerImpl.getMechanismContext(GSSManagerImpl.java:224) ~[?:1.8.0_212]
    at sun.security.jgss.GSSContextImpl.initSecContext(GSSContextImpl.java:212) ~[?:1.8.0_212]
    at sun.security.jgss.GSSContextImpl.initSecContext(GSSContextImpl.java:179) ~[?:1.8.0_212]
    at com.sun.security.sasl.gsskerb.GssKrb5Client.evaluateChallenge(GssKrb5Client.java:192) ~[?:1.8.0_212]
    at org.apache.hadoop.security.SaslRpcClient.saslConnect(SaslRpcClient.java:413) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.setupSaslConnection(Client.java:552) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.access$1800(Client.java:367) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection$2.run(Client.java:717) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection$2.run(Client.java:713) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method) ~[?:1.8.0_212]
    at javax.security.auth.Subject.doAs(Subject.java:422) ~[?:1.8.0_212]
    at org.apache.hadoop.security.UserGroupInformation.doAs(UserGroupInformation.java:1614) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.setupIOstreams(Client.java:712) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.access$2800(Client.java:367) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client.getConnection(Client.java:1463) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    at org.apache.hadoop.ipc.Client.call(Client.java:1382) ~[hadoop-common-2.5.1.jar:?]
    ... 61 more

業務程式調用認證方法


public void init() {

    System.setProperty("java.security.krb5.conf", "krb5.conf");
                        
}

public void kerberosLogin() throws IOException {
        // 已經認證通過
        if ("hdfsuser".concat("@").concat("DATAHOUSE.COM")
                .equals(UserGroupInformation.getCurrentUser().getUserName())) {
            UserGroupInformation.getCurrentUser().checkTGTAndReloginFromKeytab();
            return;
        }
        // ksbName 表示用戶名 keytabPath表示秘鑰存放位置
        UserGroupInformation.loginUserFromKeytab("hdfsuser", "/etc/keytab/hdfsuser.keytab");
    
    }

  • 主要思想就是第一次認證通過loginUserFromKeytab進行認證，之後每次請求再調用checkTGTAndReloginFromKeytab方法判斷是否需要重新認證，防止ticket過期

  • 應用在每次獲取FileSystem時，都會先調用kerberosLogin，之後才獲取FileSystem

public FileSystem getFileSystem() throws IOException {
        
        try {
            kerberosLogin();
            return FileSystem.get(configuration);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("create hdfs FileSystem has error", e);
            throw e;
        }
    }

問題調查過程

根據錯誤在網上各種搜索，出來的結果和上面的代碼大同小異，有的猜測是客戶端調用間隔太大，超過了ticket_lifetime的值，建議加一個定時任務來周期性的調用kerberosLogin()方法，雖然我們業務不太可能出現這種情況，還是加上了這個處理，問題依舊，只好開始慢慢調試

UserGroupInformation.loginUserFromKeytab的認證過程

  1. UserGroupInformation.loginUserFromKeytab 利用傳入的user和keytab路徑信息，構建一個LoginContext，接著調用LoginContext的login方法

    try {
  login = newLoginContext(HadoopConfiguration.KEYTAB_KERBEROS_CONFIG_NAME,
        subject, new HadoopConfiguration());
  start = Time.now();
  login.login();

。。。

  2. LoginContext.login方法依次通過反射調用了登陸模塊的login和commit兩個方法，調用的主要邏輯在invokePriv方法內

    public void login() throws LoginException {

    ...

    try {
        // module invoked in doPrivileged
        invokePriv(LOGIN_METHOD);
        invokePriv(COMMIT_METHOD);

...

  3. LoginContext.invokePriv方法主要在doPrivileged內調用invoke方法,invoke方法依次調用登陸模塊對應的方法，第一次調用時，還會調用對應的initialize方法

    for (int i = moduleIndex; i < moduleStack.length; i++, moduleIndex++) {
        try {

            ...

                // 查找initialize方法
                methods = moduleStack[i].module.getClass().getMethods();
                for (mIndex = 0; mIndex < methods.length; mIndex++) {
                    if (methods[mIndex].getName().equals(INIT_METHOD)) {
                        break;
                    }
                }

                Object[] initArgs = {subject,
                                    callbackHandler,
                                    state,
                                    moduleStack[i].entry.getOptions() };
                // 調用 initialize 方法
                methods[mIndex].invoke(moduleStack[i].module, initArgs);
            }

            // 接著查找相應的方法
            for (mIndex = 0; mIndex < methods.length; mIndex++) {
                if (methods[mIndex].getName().equals(methodName)) {
                    break;
                }
            }

            // set up the arguments to be passed to the LoginModule method
            Object[] args = { };

            // 調用相應的方法

            boolean status = ((Boolean)methods[mIndex].invoke
                            (moduleStack[i].module, args)).booleanValue();

實際執行時對應的moduleStack中有兩個LoginModule

  • HadoopLoginModule ：和kerberos認證關係不大，暫且不看
  • Krb5LoginModule ： kerberos認證類，根據第2步LoginContext.login中的方法可知，會依次調用這個module中的login和commit兩個方法
  1. Krb5LoginModule.login方法，就是利用我們提供的user名稱和krb5.conf中的配置信息以及keytab信息進行認證。代碼就不展示了，主要是調用attemptAuthentication進行的處理。

  2. Krb5LoginModule.commit方法是要把認證後證書信息存入到Subject中，以便後續能重覆使用subject進行認證，和本次調查問題有關的代碼片段如下

        public boolean commit() throws LoginException {

    Set<Object> privCredSet =  subject.getPrivateCredentials();

        。。。


                if (ktab != null) {
                    if (!privCredSet.contains(ktab)) {
                        // 把keytab保存下來，再次認證使用
                        privCredSet.add(ktab);
                    }
                } else {
                    succeeded = false;
                    throw new LoginException("No key to store");
                }

        。。。

  3. 按照這個邏輯，既然keytab保存到Subject中了，再次使用UserGroupInformation.getCurrentUser().checkTGTAndReloginFromKeytab()；進行認證時，就可以使用保存的keytab直接認證了，應該是不會出錯的，我們看下checkTGTAndReloginFromKeytab方法

     public synchronized void checkTGTAndReloginFromKeytab() throws IOException     {
if (!isSecurityEnabled()
    || user.getAuthenticationMethod() != AuthenticationMethod.KERBEROS
    || !isKeytab)
  return;
KerberosTicket tgt = getTGT();
if (tgt != null && Time.now() < getRefreshTime(tgt)) {
  return;
}
reloginFromKeytab();
 }

    方法邏輯，就是判斷如果是用keytab進行的認證，就調用reloginFromKeytab進行認證。但在實際執行時卻發現isKeytab的值是false，可代碼明明是使用keytab來認證的，怎麼是false呢，只能看看isKeytab這個值怎麼賦值的了，對應邏輯在UserGroupInformation的構造函數里

    
    UserGroupInformation(Subject subject) {
        ...
        this.isKeytab = !subject.getPrivateCredentials(KerberosKey.class).isEmpty();
        ...
    }

  4. 至此終於發現問題所在，我們在第5步，認證成功後在subject的PrivateCredentials中存入的是keytab對象，而這個地方判斷的是KerberosKey，這肯定是不一樣呀，那就只有一種可能，就是引用jar包的版本問題了。更換hadoop-client的版本號為2.10.0，再查看UserGroupInformation對應的構造函數

    private UserGroupInformation(Subject subject, final boolean externalKeyTab) {
...
  this.isKeytab = KerberosUtil.hasKerberosKeyTab(subject);
...
 }

    將判斷邏輯移到了KerberosUtil.hasKerberosKeyTab方法中

/** * Check if the subject contains Kerberos keytab related objects. * The Kerberos keytab object attached in subject has been changed * from KerberosKey (JDK 7) to KeyTab (JDK 8) * * * @param subject subject to be checked * @return true if the subject contains Kerberos keytab */ public static boolean hasKerberosKeyTab(Subject subject) { return !subject.getPrivateCredentials(KeyTab.class).isEmpty(); }
可以看到判斷對象已經變成了KeyTab了，並且從註釋信息中明確看到在JDK7時使用的是KerberosKey，在JDK8時換成了KeyTab。

總結，kerberos認證功能雖然強大，實際使用還是有點複雜，特別是和jaas結合後，出了錯還是有些難調查，可只要慢慢分析，還是會找到解決方法的，還有一點就是雖然程式出現的錯誤一樣，引起錯誤的根本原因還是會有所不同，不能只是按照網上說法一改就萬事大吉，有時還是需要靠我們自己刨根問底好好研究。


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