大数据权限管理利器 - Ranger

1. 介绍

Ranger是HDP体系统中安全管理的重要一环。它提供了具体资源（如HBase中的具体表）权限管控、访问监控、数据加密的功能。

2. 组件介绍

2.1 整体说明

Raner是由三个部分组件：Ranger Admin 、Ranger Usersync 与Ranger plugin，它们关系如下：

在Ranger的官网中有对于这三个组件的说明

组件名称	说明
Admin	Ranger Admin Portal是安全管理的中心接口。 用户可以创建和更新策略，这些策略存储在策略数据库中。 每个组件内的Plugins会定期轮询这些策略。Portal还包括一个审计服务器，它发送从插件收集的审计数据，以便存储在HDFS或关系数据库中
UserSync	同步实用工具来从Unix或LDAP或Active Directory中拉取用户和组。 用户或组信息存储在Ranger门户中，用于策略定义。
PlugIn	插件是嵌入每个集群组件进程的轻量级Java程序。 例如，Apache Hive的Apache Ranger插件嵌入在Hiveserver2中。 这些插件从中央服务器提取策略，并将它们本地存储在一个文件中。 当用户请求通过组件时，这些插件拦截请求并根据安全策略进行评估。 插件还可以从用户请求中收集数据，并按照单独的线程将此数据发送回审计服务器

需要说明的是这三者是独立的。后面会有详细的说明

2.2 Ranger Admin

Ranger admin它包含三个部分： Web页面、Rest消息处理服务以及数据库。 我们可以把它看成一个用来数据集中存储中心（所有的数据都集中存在这里，但是其它两个组件也可单独运行存在）。它的具体作用：
1. 接收UserSync进程传过来的用户、组信息。 并将它们保存到MySql数据库中。 需要注意：这些用户信息在配置权限策略的时候需要使用。这个很容易理解，就象领物料的时候，管理员需要登记物料的领用人，如果不是本公司的人，肯定就不会让你领了。
2. 提供创建policy策略的接口
3. 提供外部REST消息的处理接口

2.3 UserSync

UserSync是Ranger提供的一个用户信息同步接口，可以用来同步Linux用户信息与LDAP用户信息。通过配置项：
SYNC_SOURCE = LDAP/Unix
来确认是LDAP还是Unix， 默认情况是同步Unix信息。 对于UserSync有三点需要说明：
1. 这个同步是单向的。
就是说它只管从Unix上面的本地用户信息读取出来，然后上传到Ranger Admin上面。在其代码中也可以看到

    @Override
    public void updateSink(UserGroupSink sink) throws Throwable {
        isUpdateSinkSucc = true;
        buildUserGroupInfo();  // 此处user、group读取信息

        for (Map.Entry<String, List<String>> entry : user2GroupListMap.entrySet()) {
            String       user   = entry.getKey();
            List<String> groups = entry.getValue();

            try{
                sink.addOrUpdateUser(user, groups);  //此处往ranger admin发送消息
            }catch (Throwable t) {
                LOG.error("sink.addOrUpdateUser failed with exception: " + t.getMessage()
                + ", for user: " + user
                + ", groups: " + groups);
                isUpdateSinkSucc = false;
            }
        }
    }

2.UserSync不是实时同步的
如果用户新创建一个用户，但是这个用户无法立即同步到Ranger中，对于这一点，咨询Ranger社区，他们的回复：

Regarding, Is there another way to sync user info automatically?
Ranger-Usersync process syncs the added users in particular time interval which is in minutes; By default it is set to 5 minutes.The property name is “SYNC_INTERVAL”. So it will sync newly added user after that interval or you have restart ranger-usersync.
You can update this value in install.properties file and run the setup.sh script to update the value in the Usersync process, after this you will have to restart ranger-usersync process.

但是从我测试结果来看并不是太理想。因为我们系统要求用户创建后，能够马上在Ranger 上面创建策略。最终我们的解决的方案是:不使用UserSync这个进程，将Ranger中的同步代码抽取出来。利用这样来做到数据同步

<dependency>
            <groupId>org.apache.rangergroupId>
            <artifactId>unixusersyncartifactId>
            <version>0.7.0version>
        dependency>

3.不支持删除用户
Ranger暂时不支持通过同步或者代码的方式直接删除用户（Ranger 版本0.70）。社区里给出的解决方案：

To delete the user from Ranger database, you will have to delete the user from Ranger UI manually, as the Ranger-Usersync process will only add users to Ranger Database.

2.3 Plugin

因为我只读过Hdfs的插件代码，这里也是以HDFS的插件代码进行说明。

2.3.1 Ranger Plugin的工作流程

1. NameNode启动时候，会创建一个Hdfs Plugin线程， 这个线程启动后就会读取配置信息

[root@ysbdh03 conf]# cat ranger-hdfs-security.xml 
  

    
      ranger.plugin.hdfs.policy.cache.dir
      /etc/ranger/clustersz_hadoop/policycache
    
    ... ... 
 

在这个目录中存储的就是相应的策略文件，如果这个配置文件不存，则会往Ranger admin发送消息，同步policy信息。同步过来之后，以文件方式持外化。：

这里还需要说明的一点的就是这个文件的名称。在上图中文件名称为hdfs_clustersz_hadoop， 这包含两个部分，其中hdfs对应的hdfs组件，而clustersz_hadoop就对应的Ranger中的Server，见图示:

2.同步完成后，hdfs plugin线程会每隔一段时间（30s）会往ranger admin发送一次消息，同步一次policy信息

2.3.2 HDFS Plugin的权限控制原理

1.anger的plugin会从ranger admin那里同步策略信息，并以.json的格式保存。
2.校验的时候，namenode会调用checkPermission（）函数，一般是两部：

其具体过程如下：
1. 首先用这个用户去查找一下用户所属的组。
2. 拿到用户（kerberos的用户，包含组）信息以及需要读取（或者写入）的文件夹信息，去查看一下这个用户信息在策略文件有没有定义，如果没有给定策略信息，如果已经明确定义了，就直接返回；
3. 如果这个用户对于需要操作的文件没有定义信息上，此时，就会再调用hdfs原生的，就是我们常见的 xxx – xxx —xxx 即是否与文件在同一个组，是否有权限。
一般来说hdfs默认创建的文件权限都是类似于：
drwxr-xr-x - hdfs supergroup 0 2017-07-14 00:32 /test
即都会有读取权限，如果在创建文件夹（文件）的时候，不作修改，那么对于所有的用户都是读取权限。
如果这个校验通过了，也是返回，否则就直接抛出异常，说明没有权限.

3. 其它

3.1 Kerberos与Ranger

Kerberos与Ranger都是Hadoop安全体系中的两个部分，但是它们分工是不同的。在刚接触大数据安全的时候，我一直都不明白为啥需要两个不同组件来进行权限控制，很长一段时间之后，才会明白。联系我们每天上班然后坐到办公室的过程可能就会比较清楚

某个人员进入公司之前，保安需要检查它是否有工卡，如果没有工卡，保安GG就会认为你不是公司员工，而不允许你进入到公司园区。 当你进入公司园区之后，这个时候你想到某个仓库去看一下，仓库大门就会检查一下你有没有门禁，有门禁才会让你进入到仓库中。
我们可以把公司园区类比成大数据集群平台，工卡就要相当于你的Kerberos权限认证，而仓库就对应着具体的hdfs文件路径。

3.2 Ranger的数据加密

Ranger 的数据加密对应着Hadoop KMS，如果用户想直接使用Hadoop KMS也是可以的。下面说一下Ranger KMS的简单流程(以HDP集成安装的Ranger为例)

3.2.1 Ranger加密的过程

1. 安装好ranger之后，打开ranger admin的UI连接
   
   以用户名为keyamin(密码也是keyadmin)进入
   

2. 进入界面后，首先创建一个加密策略。其过程如下：
   首先选择”Encryption” –> “key Manager”
   

3. 进入如下页面，选择相应的Service, 然后点击”Add Policy”
   

4. 在弹出的配置项中进行配置：
   
   填好之后，点击”save”保存，对应的密码策略就配置完成了。
   下面就开始配置密码策略对应的用户了。

5. 配置方式与ranger 的hdfs策略配置相似， 即回到如下的界面，然后选择相应的service，进入之后，增加相应的用户。
   

Hadoop侧的配置就与Hadoop KMS相同了。

3.2 审计

权限管理是Ranger的主体功能，Ranger的审计，我有点感觉象是一个半买半送的东西。
审计主要是日志审计，主要记录各个组件资料的访问信息，也就是从各个组件日志中抽到相应的登录访问信息，但是这一块没有LogSearch强（HDP另一个日志组件）。当然如果用户只需要知道一些简单的访问信息，也不想上LogSearch，用这个也是可以的。