解析Hadoop 的集群管理与安全机制

当前大一点的公司都采用了共享Hadoop集群的模式，这种模式可以减小维护成本，且避免数据过度冗余，增加硬件成本。共享集群类似于云计算或者云存储，面临的一个最大问题是安全。本文就对Hadoop 的集群管理与安全机制进行讲解。

HDFS数据管理

1、设置元数据与数据的存储路径，通过

dfs.name.dir，dfs.data.dir，fs.checkpoint.dir(hadoop1.x)、

hadoop.tmp.dir，dfs.namenode.name.dir，dfs.namenode.edits.dir，dfs.datanode.data.dir(hadoop2.x)等属性来设置；

2、经常执行HDFS文件系统检查工具FSCK，eg：hdfs fsck /liguodong -files -blocks；

3、一旦数据发生异常，可以设置NameNode为安全模式，这时NameNode为只读模式；

操作命令：hdfs dfsadmin -safemode enter | leave | get | wait

4、每一个DataNode都会运行一个数据扫描线程，它可以检测并通过修复命令来修复坏块或丢失的数据块，通过属性设置扫描周期；

dfs.datanode.scan.period.hourses， 默认是504小时。

MapReduce作业管理

查看Job信息：mapred job -list；

杀死Job：mapred job -kill；

查看指定路径下的历史日志汇总：mapred job -history output-dir；

打印map和reduce完成的百分比和所有计数器：mapred job -status job_id；

Hadoop集群安全

Hadoop自带两种安全机制：Simple机制、Kerberos机制

1、Simple机制：

Simple机制是JAAS协议与delegation token结合的一种机制，JAAS(Java Authentication and Authorization Service)java认证与授权服务；

(1)用户提交作业时，JobTracker端要进行身份核实，先是验证到底是不是这个人，即通过检查执行当前代码的人与JobConf中的user.name中的用户是否一致；

(2)然后检查ACL(Access Control List)配置文件(由管理员配置)看你是否有提交作业的权限。一旦你通过验证，会获取HDFS或者mapreduce授予的delegation token(访问不同模块有不同的delegation token)，之后的任何操作，比如访问文件，均要检查该token是否存在，且使用者跟之前注册使用该token的人是否一致。

2、Kerberos机制：

Kerberos机制是基于认证服务器的一种方式；

(1)Client将之前获得TGT和要请求的服务信息(服务名等)发送给KDC，

KDC中的Ticket Granting Service将为Client和Service之间生成一个Session Key用于Service对Client的身份鉴别。

然后KDC将这个Session Key和用户名，用户地址(IP)，服务名，有效期, 时间戳一起包装成一个Ticket(这些信息最终用于Service对Client的身份鉴别)发送给Service，

不过Kerberos协议并没有直接将Ticket发送给Service，而是通过Client转发给Service，所以有了第二步。

(2)此时KDC将刚才的Ticket转发给Client。

由于这个Ticket是要给Service的，不能让Client看到，所以KDC用协议开始前KDC与Service之间的密钥将Ticket加密后再发送给Client。

同时为了让Client和Service之间共享那个密钥(KDC在第一步为它们创建的Session Key)，

KDC用Client与它之间的密钥将Session Key加密随加密的Ticket一起返回给Client。

(3)为了完成Ticket的传递，Client将刚才收到的Ticket转发到Service。

由于Client不知道KDC与Service之间的密钥，所以它无法算改Ticket中的信息。

同时Client将收到的Session Key解密出来，然后将自己的用户名，用户地址(IP)打包成Authenticator用Session Key加密也发送给Service。

(4)Service 收到Ticket后利用它与KDC之间的密钥将Ticket中的信息解密出来，从而获得Session Key和用户名，用户地址(IP)，服务名，有效期。

然后再用Session Key将Authenticator解密从而获得用户名，用户地址(IP)将其与之前Ticket中解密出来的用户名，用户地址(IP)做比较从而验证Client的身份。

(5)如果Service有返回结果，将其返回给Client。

Hadoop集群内部使用Kerberos进行认证

好处：

可靠：Hadoop本身并没有认证功能和创建用户组功能，使用依靠外围的认证系统；

高效：Kerberos使用对称钥匙操作，比SSL的公共密钥快；

操作简单：用户可以方便进行操作，不需要很复杂的指令。比如废除一个用户只需要从Kerbores的KDC数据库中删除即可。

HDFS安全

1、Client获取namenode初始访问认证(使用kerberos)后，会获取一个delegation token，这个token可以作为接下来访问HDFS或提交作业的凭证；

2、同样为了读取某个文件，Client首先要与namenode交互，获取对应block的block access token，

然后到相应的datanode上读取各个block ，

而datanode在初始启动向namenode注册时候，已经提前获取了这些token，

当client要从TaskTracker上读取block时，首先验证token，通过才允许读取。

MapReduce安全

1、所有关于作业的提交或者作业运行状态的追踪均是采用带有Kerberos认证的RPC实现的。

授权用户提交作业时，JobTracker会为之生成一个delegation token，该token将被作为job的一部分存储到HDFS上并通过RPC分发给各个TaskTracker，一旦job运行结束，该token失效。

2、用户提交作业的每个task均是以用户身份启动的，这样一个用户的task便不可以向TaskTracker或者其他用户的task发送操作系统信号，给其他用户造成干扰。这要求为每个用户在所有的TaskTracker上建一个账号；

3、当一个map task运行结束时，它要将计算结果告诉管理它的TaskTracker，之后每个reduce task会通过HTTP向该TaskTracker请求自己要处理的那块数据，Hadoop应该确保其他用户不可以获取map task的中间结果，

其执行过程是：reduce task对“请求URL”和“当前时间”计算HMAC-SHA1值，并将该值作为请求的一部分发动给TaskTracker，TaskTracker收到后会验证该值的正确性。

本文来源：CSDN博客 翼宇轩

原文链接：http://blog.csdn.net/scgaliguodong123_/article/details/46523569