hdfs/hbase 程序利用Kerberos认证超过ticket

问题描述

业务需要一个长期运行的程序，将上传的文件存放至HDFS，程序启动后，刚开始一切正常，执行一段时间（一般是一天，有的现场是三天），就会出现认证错误，用的JDK是1.8,hadoop-client，对应的版本是2.5.1，为什么强调这个版本号，因为错误的根本原因就在于版本问题

错误日志

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

业务程序调用认证方法



public void init() {

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

}

public void kerberosLogin() throws IOException {

		// 已经认证通过

		if ("hdfsuser".concat("@").concat("DATAHOUSE.COM")

				.equals(UserGroupInformation.getCurrentUser().getUserName())) {

			UserGroupInformation.getCurrentUser().checkTGTAndReloginFromKeytab();

			return;

		}

		// ksbName 表示用户名 keytabPath表示秘钥存放位置

		UserGroupInformation.loginUserFromKeytab("hdfsuser", "/etc/keytab/hdfsuser.keytab");

	}

主要思想就是第一次认证通过loginUserFromKeytab进行认证，之后每次请求再调用checkTGTAndReloginFromKeytab方法判断是否需要重新认证，防止ticket过期
应用在每次获取FileSystem时，都会先调用kerberosLogin，之后才获取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;

		}

	}

问题调查过程

根据错误在网上各种搜索，出来的结果和上面的代码大同小异，有的猜测是客户端调用间隔太大，超过了ticket_lifetime的值，建议加一个定时任务来周期性的调用kerberosLogin()方法，虽然我们业务不太可能出现这种情况，还是加上了这个处理，问题依旧，只好开始慢慢调试

UserGroupInformation.loginUserFromKeytab的认证过程

UserGroupInformation.loginUserFromKeytab 利用传入的user和keytab路径信息，构建一个LoginContext，接着调用LoginContext的login方法

try {

login = newLoginContext(HadoopConfiguration.KEYTAB_KERBEROS_CONFIG_NAME,

subject, new HadoopConfiguration());

start = Time.now();

login.login();

。。。

```

LoginContext.login方法依次通过反射调用了登陆模块的login和commit两个方法，调用的主要逻辑在invokePriv方法内

public void login() throws LoginException {

    ...

    try {

        // module invoked in doPrivileged

        invokePriv(LOGIN_METHOD);

        invokePriv(COMMIT_METHOD);

...

LoginContext.invokePriv方法主要在doPrivileged内调用invoke方法,invoke方法依次调用登陆模块对应的方法，第一次调用时，还会调用对应的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() };

                // 调用 initialize 方法

                methods[mIndex].invoke(moduleStack[i].module, initArgs);

            }

            // 接着查找相应的方法

            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 = { };

            // 调用相应的方法

            boolean status = ((Boolean)methods[mIndex].invoke

                            (moduleStack[i].module, args)).booleanValue();



实际执行时对应的moduleStack中有两个LoginModule

* HadoopLoginModule ：和kerberos认证关系不大，暂且不看

* Krb5LoginModule ： kerberos认证类，根据第2步LoginContext.login中的方法可知，会依次调用这个module中的login和commit两个方法

1. Krb5LoginModule.login方法，就是利用我们提供的user名称和krb5.conf中的配置信息以及keytab信息进行认证。代码就不展示了，主要是调用attemptAuthentication进行的处理。

1. Krb5LoginModule.commit方法是要把认证后证书信息存入到Subject中，以便后续能重复使用subject进行认证，和本次调查问题有关的代码片段如下  

	```

	 	public boolean commit() throws LoginException {

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

	 		。。。

                  if (ktab != null) {

                      if (!privCredSet.contains(ktab)) {

                      	// 把keytab保存下来，再次认证使用

                          privCredSet.add(ktab);

                      }

                  } else {

                      succeeded = false;

                      throw new LoginException("No key to store");

                  }

	 		。。。

	```

1. 按照这个逻辑，既然keytab保存到Subject中了，再次使用UserGroupInformation.getCurrentUser().checkTGTAndReloginFromKeytab()；进行认证时，就可以使用保存的keytab直接认证了，应该是不会出错的，我们看下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();

}

	```

	方法逻辑，就是判断如果是用keytab进行的认证，就调用reloginFromKeytab进行认证。但在实际执行时却发现isKeytab的值是false，可代码明明是使用keytab来认证的，怎么是false呢，只能看看isKeytab这个值怎么赋值的了，对应逻辑在UserGroupInformation的构造函数里

	```

		UserGroupInformation(Subject subject) {

  	    ...

  	    this.isKeytab = !subject.getPrivateCredentials(KerberosKey.class).isEmpty();

  	    ...

    	}

	```

1. 至此终于发现问题所在，我们在第5步，认证成功后在subject的PrivateCredentials中存入的是keytab对象，而这个地方判断的是KerberosKey，这肯定是不一样呀，那就只有一种可能，就是引用jar包的版本问题了。更换hadoop-client的版本号为2.10.0，再查看UserGroupInformation对应的构造函数

	```

	private UserGroupInformation(Subject subject, final boolean externalKeyTab) {

  ...

    this.isKeytab = KerberosUtil.hasKerberosKeyTab(subject);

  ...

}

将判断逻辑移到了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();

    }

  ```

	可以看到判断对象已经变成了KeyTab了，并且从注释信息中明确看到在JDK7时使用的是KerberosKey，在JDK8时换成了KeyTab。

总结，kerberos认证功能虽然强大，实际使用还是有点复杂，特别是和jaas结合后，出了错还是有些难调查，可只要慢慢分析，还是会找到解决方法的，还有一点就是虽然程序出现的错误一样，引起错误的根本原因还是会有所不同，不能只是按照网上说法一改就万事大吉，有时还是需要靠我们自己刨根问底好好研究。