Kafka配置SSL(云环境)

时间：2022-12-12 07:35:14

本文结合一个具体的实例给出如何在公有云环境上配置Kafka broker与client之间的SSL设置。

测试环境

  • 阿里云机一台(Server端)：主机名是kafka1，负责运行单节点的Kafka集群。本文选择0.11.0.0版本
  • Mac笔记本一台(Client端)：通过公网连接阿里云机器上的Kafka服务，给Kafka集群发送消息以及消费消息

前期准备

  • 在kafka1上，配置kafka1与内网IP的映射关系(修改/etc/hosts)，即ping kafka1返回内网IP地址
  • 在Mac笔记本上，配置kafka1指向阿里云机器的外网IP
  • 分别下载Kafka 0.11.0.0二进制包到kafka1和笔记本上

创建配置脚本

配置SSL的步骤有很多，大致流程如下：

Kafka配置SSL(云环境)

本例会创建一个方便的SHELL脚本，自动地执行前7步的工作。这样用户实际上只需要做3件事即可：

  1. 运行setup_ssl_for_servers.sh脚本（本例使用这个名字）
  2. 配置broker的server.properties
  3. 配置clients的特定属性

下面我们来看下setup_ssl_for_servers.sh脚本的实际内容，首先来看第一部分：

0. 设置环境变量

#!/bin/bash

################################## 设置环境变量 ##############################
BASE_DIR=/mnt/disk/huxitest # SSL各种生成文件的基础路径
CERT_OUTPUT_PATH="$BASE_DIR/certificates" # 证书文件生成路径
PASSWORD=kafka1234567 # 密码
KEY_STORE="$CERT_OUTPUT_PATH/kafka.keystore" # Kafka keystore文件路径
TRUST_STORE="$CERT_OUTPUT_PATH/kafka.truststore" # Kafka truststore文件路径
KEY_PASSWORD=$PASSWORD # keystore的key密码
STORE_PASSWORD=$PASSWORD # keystore的store密码
TRUST_KEY_PASSWORD=$PASSWORD # truststore的key密码
TRUST_STORE_PASSWORD=$PASSWORD # truststore的store密码
CLUSTER_NAME=test-cluster # 指定别名
CERT_AUTH_FILE="$CERT_OUTPUT_PATH/ca-cert" # CA证书文件路径
CLUSTER_CERT_FILE="$CERT_OUTPUT_PATH/${CLUSTER_NAME}-cert" # 集群证书文件路径
DAYS_VALID=365 # key有效期
D_NAME="CN=Xi Hu, OU=YourDept, O=YourCompany, L=Beijing, ST=Beijing, C=CN" # distinguished name
##############################################################################

mkdir -p $CERT_OUTPUT_PATH

1. 创建keystore

echo "1. 创建集群证书到keystore......"
keytool -keystore $KEY_STORE -alias $CLUSTER_NAME -validity $DAYS_VALID -genkey -keyalg RSA \
-storepass $STORE_PASSWORD -keypass $KEY_PASSWORD -dname "$DNAME"

2. 创建CA

echo "2. 创建CA......"
openssl req -new -x509 -keyout $CERT_OUTPUT_PATH/ca-key -out "$CERT_AUTH_FILE" -days "$DAYS_VALID" \
-passin pass:"$PASSWORD" -passout pass:"$PASSWORD" \
-subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=YourCompany/CN=Xi Hu"

3. 导入CA到truststore

echo "3. 导入CA文件到truststore......"
keytool -keystore "$TRUST_STORE" -alias CARoot \
-import -file "$CERT_AUTH_FILE" -storepass "$TRUST_STORE_PASSWORD" -keypass "$TRUST_KEY_PASS" -noprompt

4. 从keystore中导出证书

echo "4. 从key store中导出集群证书......"
keytool -keystore "$KEY_STORE" -alias "$CLUSTER_NAME" -certreq -file "$CLUSTER_CERT_FILE" -storepass "$STORE_PASSWORD" -keypass "$KEY_PASSWORD" -noprompt

5. 签发证书

echo "5. 签发证书......"
openssl x509 -req -CA "$CERT_AUTH_FILE" -CAkey $CERT_OUTPUT_PATH/ca-key -in "$CLUSTER_CERT_FILE" \
-out "${CLUSTER_CERT_FILE}-signed" \
-days "$DAYS_VALID" -CAcreateserial -passin pass:"$PASSWORD"

6. 导入CA到keystore

echo "6. 导入CA文件到keystore......"
keytool -keystore "$KEY_STORE" -alias CARoot -import -file "$CERT_AUTH_FILE" -storepass "$STORE_PASSWORD" \
-keypass "$KEY_PASSWORD" -noprompt

7. 导入证书到keystore

echo "7. 导入已签发证书到keystore......"
keytool -keystore "$KEY_STORE" -alias "${CLUSTER_NAME}" -import -file "${CLUSTER_CERT_FILE}-signed" \
-storepass "$STORE_PASSWORD" -keypass "$KEY_PASSWORD" -noprompt

完整脚本如下：setup_ssl_for_servers.sh

下面，我们在Kafka broker机器上运行setup_ssl_for_servers.sh脚本，结果输出如下：

Kafka配置SSL(云环境)

如上图可见，setup_ssl_for_servers.sh脚本执行成功了，现在去到对应的目录下去检查生成的文件列表：

  • ca-cert：CA文件，不要把该文件拷贝到别的broker机器上！
  • test-cluster-cert-signed：CA已签发的Kafka证书文件，不要把该文件拷贝到别的broker机器上！
  • test-cluster-cert：Kafka认证文件（包含公钥和私钥），不要把该文件拷贝到别的broker机器上！
  • kafka.keystore：Kafka的keystore文件，用户需要将该文件拷贝到所有clients端和broker机器上！
  • kafka.truststore：Kafka的truststore文件，用户需要将该文件拷贝到所有clients端和broker机器上！

配置Broker端参数

由于本例中client只有一个，即Mac笔记本，故我们需要把kafka.keystore和kafka.truststore拷贝到Mac笔记本上的某个位置，假设是/Users/huxi/Downloads/下。那么现在我们就可以开始配置broker端的server.properties文件了，与SSL相关的部分如下：

  • listeners=PLAINTEXT://:9092,SSL://:9093   # 这里为Kafka broker配置了两个listeners，一个是明文传输；另一个使用SSL加密进行数据传输
  • advertised.listeners=PLAINTEXT://公网IP:9092,SSL://公网IP:9093  # 因为是云上环境，如果clients通过公网（或外网）去连接broker，那么advertiesd.listeners就必须配置成所在机器的公网IP
  • ssl.keystore.location=/mnt/disk/huxitest/certificates/kafka.keystore # 提供SSL keystore的文件
  • ssl.keystore.password=kafka1234567 # 提供keystore密码
  • ssl.truststore.location=/mnt/disk/huxitest/certificates/kafka.truststore # 提供SSL truststore的文件
  • ssl.truststore.password=kafka1234567 # 提供truststore密码
  • ssl.key.password=kafka1234567 # keystore中的私钥密码
  • ssl.client.auth=required # 设置clients也要开启认证

配置好这些参数之后启动Kafka broker：

Kafka配置SSL(云环境)

然后创建测试topic，如下所示：

$ bin/kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181 --create --topic test --partitions 1 --replication-factor 1
Created topic "test".

配置clients端参数

本例中我们使用console-producer和console-consumer脚本来从Mac笔记本上给位于阿里云机器上的broker收发消息 ，下面首先演示如何配置producer。首先，我们创建一个producer.config文件，里面的内容如下：

bootstrap.servers=kafka1:9093   # 指定9093端口，即使用SSL监听器端口
security.protocol=SSL
ssl.truststore.location=/Users/huxi/Downloads/kafka.truststore # 指定truststore文件
ssl.truststore.password=kafka1234567   
ssl.keystore.password=kafka1234567
ssl.keystore.location=/Users/huxi/Downloads/kafka.keystore # 指定keystore文件

保存之后，我们运行console-producer来生产消息：

$ bin/kafka-console-producer.sh --broker-list kafka1:9093 --topic test --producer.config producer.config 
>hello, world
>hello, Kafka
>a test message
......

同样地，我们创建一个consumer.config文件，内容如下：

security.protocol=SSL
group.id=test-group
ssl.truststore.location=/Users/huxi/Downloads/kafka.truststore # 指定truststore文件
ssl.truststore.password=kafka1234567
ssl.keystore.password=kafka1234567
ssl.keystore.location=/Users/huxi/Downloads/kafka.keystore # 指定keystore文件

保存之后，我们运行console-consumer来消费消息：

$ bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server kafka1:9093 --topic test --from-beginning --consumer.config consumer.config 
hello, world
hello, Kafka
a test message

可见，Mac笔记本上的clients都可以正常工作了。

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