Kafka的安全认证机制SASL/PLAINTEXT

一.背景

kafka提供了多种安全认证机制，主要分为SSL和SASL2大类。其中SASL/PLAIN是基于账号密码的认证方式，比较常用。最近做了个kafka的鉴权，发现官网上讲的不是很清楚，网上各种博客倒是很多，但是良莠不齐，巨多坑。经过一天的研究，终于搞定了，特在此记录下。

二.环境

操作系统：linux
kafka版本：kafka_2.12-0.11.0.1
zookeeper版本：zookeeper-3.5.1-alpha

三.认证步骤

3.1.Zookeeper配置和启动

1.为zookeeper添加SASL支持，在配置文件zoo.cfg添加

authProvider.1=org.apache.zookeeper.server.auth.SASLAuthenticationProvider
requireClientAuthScheme=sasl
jaasLoginRenew=3600000

2.新建zk_server_jaas.conf文件，为Zookeeper添加账号认证信息
这个文件你放在哪里随意，只要后面zkEnv配置正确的路径就好了。我是放在/home路径下。zk_server_jaas.conf文件的内容如下

Server {
    org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
    username="cluster"
    password="clusterpasswd"
    user_kafka="kafkapasswd";
};

username和paasword是zk集群之间的认证密码。
user_kafka="kafkapasswd"定义了一个用户"kafka"，密码是"kafkapasswd"，本次测试用户是kafka broker。
3.导入kafka的相关jar
由上一步可发现，认证方式使用的是Kafka的认证类org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule。因此zk需要依赖几个jar包。
在/home下新建zk_sasl_dependency目录，从kafka/lib目录下复制以下几个jar包到该目录下。根据kafka版本不同，几个jar包的版本可能不一样

kafka-clients-0.11.0.1.jar
lz4-1.3.0.jar
slf4j-api-1.7.25.jar
slf4j-log4j12-1.7.25.jar
snappy-java-1.1.2.6.jar

4.修改zkEnv.sh
在zkEnv.sh添加

for i in /home/zk_sasl_dependency/*.jar; 
do 
    CLASSPATH="$i:$CLASSPATH"
done
SERVER_JVMFLAGS=" -Djava.security.auth.login.config=/home/zk_server_jaas.conf "

关于这一步，网上的配置五花八门，但是原理都是jar包导入和认证信息配置。
在zk启动的时候导入/home/zk_sasl_dependency/的jar包，SERVER_JVMFLAGS配置jvm参数，导入zk的sasl认证信息。
5.启动zk服务端
执行./zkServer.sh start启动zk。如果启动异常查看日志排查问题。

3.2kafka配置和启动

1.新建kafka_server_jaas.conf,为kafka添加认证信息

KafkaServer {
 org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
 username="cluster"
 password="cluster"
 user_cluster=“clusterpasswd”
 user_kafka="kafkapasswd" ;
};
Client{
 org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required  
 username="kafka"  
 password="kafkapasswd";  
};

KafkaServer，第一行指定了认证方法为PLAIN,usernam和password是kafka的多个broker之间进行认证的账号密码。
user_kafka="kafkapasswd"设置了用户kafka，密码为kafkapswd，用于客户端的生产者和消费者连接认证。
网上的说法是 Client，是kafka作为用户使用zk的认证信息，这里的username和password一定要和zk_server_jaas.conf的配置对的上。
但是我试验发现 user_cluster=“clusterpasswd”才是真正进行认证的信息，这个Client好像一点用没有，删掉也可以正常启动server，kafka服务也是正常的，费解啊！

2.在kafka的配置文件开启SASL认证
在server.properties添加如下信息

listeners=SASL_PLAINTEXT://(IP):9092
security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=PLAIN 
sasl.enabled.mechanisms=PLAIN
allow.everyone.if.no.acl.found=true

3.在server启动脚本JVM参数
我是直接在

export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx1G -Xms1G"

添加了认证信息,修改后为

export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx1G -Xms1G -Djava.security.auth.login.config=/home/kafka_server_jaas.conf"

4.启动kafka服务端

./kafka-server-start.sh ../config/server.properties

kafka服务端正常启动后，应该会有类似下面这行的日志信息,说明认证功能开启成功

Registered broker 0 at path /brokers/ids/0 with addresses: EndPoint((IP),9092,ListenerName(SASL_PLAINTEXT),SASL_PLAINTEXT) (kafka.utils.ZkUtils)

3.3kafka的SASL认证功能认证和使用

1.使用kafka脚本认证

我们使用kafka自带的脚本进行认证。
1.新建kafka_client_jaas.conf,为客户端添加认证信息
在/home下新建kafka_client_jaas.conf，添加以下信息

KafkaClient {
  org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
  username="kafka"
  password="kafkapasswd";
};

2.修改客户端配置信息
修改producer.properties和consumer.properties，添加认证机制

security.protocol=SASL_PLAINTEXT 
sasl.mechanism=PLAIN 

3.修改客户端启动脚本
修改kafka-console-producer.sh，配置认证文件kafka_client_jaas.conf，将

export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx512M"
```修改为

export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx512M -Djava.security.auth.login.config=/home/kafka_client_jaas.conf"

kafka-console-consumer.sh的修改类似。
4.客户端启动并认证
启动consumer

./bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server (IP):9092 --topic test --from-beginning --consumer.config config/consumer.properties

启动producer

./bin/kafka-console-producer.sh --broker-list (IP):9092 --topic test --producer.config configoducer.properties

producer端发送消息，consumer端成功接收到消息。
##2.Java客户端认证
```java
package com.zte.sdn.oscp.jms.kafka;

import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;
import org.apache.kafka.clients.producer.Producer;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.junit.Test;

import java.util.Collections;
import java.util.Properties;

public class KafkaTest {

    @Test
    public void testProduct() throws Exception {
        System.setProperty("java.security.auth.login.config", "F:/kafka_client_jaas.conf");

        Properties props = new Properties();
        props.put("bootstrap.servers", "IP:9092");
        props.put("acks", "all");
        props.put("retries", 0);
        props.put("batch.size", 16384);
        props.put("linger.ms", 1);
        props.put("buffer.memory", 33554432);
        props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");

        props.put("security.protocol", "SASL_PLAINTEXT");
        props.put("sasl.mechanism", "PLAIN");

        Producer<String, String> producer = new KafkaProducer<>(props);
        while (true){
			long startTime = System.currentTimeMillis();
			for (int i = 0; i < 100; i++) {
				producer.send(new ProducerRecord<>("kafkatest", Integer.toString(i), Integer.toString(i)));
			}
			System.out.println(System.currentTimeMillis()-startTime);
			Thread.sleep(5000);
		}
    }

    @Test
    public void testConsumer() throws Exception {
        System.setProperty("java.security.auth.login.config", "F:/kafka_client_jaas.conf");

        Properties props = new Properties();
        props.put("bootstrap.servers", "(IP):9092");
        props.put("enable.auto.commit", "true");
        props.put("auto.commit.interval.ms", "1000");
        props.put("group.id", "kafka_test_group");
        props.put("session.timeout.ms", "6000");
        props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
        props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");

        props.put("security.protocol", "SASL_PLAINTEXT");
        props.put("sasl.mechanism", "PLAIN");

        KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
        consumer.subscribe(Collections.singletonList("kafkatest"));
        while (true) {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(1000);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() - startTime);
            System.out.println("recieve message number is " + records.count());
            for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
                System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s, partition = %d %n",
                        record.offset(),
                        record.key(),
                        record.value(),
                        record.partition());
            }
        }
    }
}

3.4客户端认证时延问题

认证时发现生产者和消费者和kafka的broker建立连接都有一定时延。在生产者的日志发现时延主要发生在

2018-12-17 10:55:46[DEBUG][kafka-producer-network-thread | producer-1]-NetworkClient.java: 762 - Initiating connection to node (IP):9092 (id: 0 rack: null)
2018-12-17 10:55:50[DEBUG][kafka-producer-network-thread | producer-1]-SaslClientAuthenticator.java: 209 - Set SASL client state to SEND_HANDSHAKE_REQUEST

难道客户端连接服务端时，认证时间需要这么长？？