kafka+Kraft模式集群+安全认证

Kraft模式安全认证

前章内容聊到了Kafka的Kraft集群的配置及使用。本篇再来说说kafka的安全认证方面的配置，。

Kafka提供了多种方式来进行安全认证，包括身份认证、授权和加密传输。一些常用的Kafka安全认证方式：

1. SSL/TLS：使用SSL/TLS协议来加密Kafka与客户端之间的通信，保证数据的机密性和完整性。可以通过配置Kafka的SSL证书、密钥和信任的CA证书来启用SSL/TLS。客户端也需要使用相应的证书与Kafka进行通信。
2. SASL（Simple Authentication and Security Layer）：使用SASL进行身份认证。Kafka支持多种SASL机制，如PLAIN、GSSAPI等。可以通过配置Kafka的SASL机制和用户凭证（用户名和密码、密钥等）来启用SASL身份认证。
3. ACL（Access Control List）：使用ACL进行授权管理。ACL允许你配置哪些用户或组可以访问Kafka的哪些主题和分区，并对其进行读取或写入权限的控制。ACL的配置可以在Kafka的配置文件中进行。

这些安全认证方式可以单独使用，也可以组合使用，以实现更高级别的安全性。为了配置Kafka的安全认证，需要对Kafka和客户端进行相应的配置，并生成所需的证书和凭证。

本文针对SASL进行身份认证

开始配置

服务器数量有限，暂时使用单机部署kafka集群，此文给予配置参考，实际还是要按项目的真实情况去处理了。

准备3个kafka，分别是kafka01、kafka02、kafka03，分别到它们的config/kraft/server.properties中做配置：

kafka01的server.properties

process.roles=broker,controller
node.id=1
controller.quorum.voters=1@localhost:19093,2@localhost:29093,3@localhost:39093
listeners=SASL_PLAINTEXT://:19092,CONTROLLER://:19093
sasl.enabled.mechanisms=PLAIN
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=PLAIN
inter.broker.listener.name=SASL_PLAINTEXT
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.8.122:19092
controller.listener.names=CONTROLLER
log.dirs=/wlh/kafka01/data

kafka02

process.roles=broker,controller
node.id=2
controller.quorum.voters=1@localhost:19093,2@localhost:29093,3@localhost:39093
listeners=SASL_PLAINTEXT://:29092,CONTROLLER://:29093
sasl.enabled.mechanisms=PLAIN
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=PLAIN
inter.broker.listener.name=SASL_PLAINTEXT
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.8.122:29092
controller.listener.names=CONTROLLER
log.dirs=/wlh/kafka02/data

kafka03

process.roles=broker,controller
node.id=3
controller.quorum.voters=1@localhost:19093,2@localhost:29093,3@localhost:39093
listeners=SASL_PLAINTEXT://:39092,CONTROLLER://:39093
sasl.enabled.mechanisms=PLAIN
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=PLAIN
inter.broker.listener.name=SASL_PLAINTEXT
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.8.122:39092
controller.listener.names=CONTROLLER
log.dirs=/wlh/kafka03/data

先确保你的kafka的数据目录是空的，执行下删除(后面初始化时会自动创建目录)

rm -rf /wlh/kafka01/data /wlh/kafka02/data /wlh/kafka03/data

创建一个kafka sasl认证的服务配置

可以在kafka的config目录下新建一个kafka_server_jaas.conf文件，然后认证信息写好：

KafkaServer {
    org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
    serviceName="kafka"
    username="admin"
    password="eystar8888"
    user_kafka="kafka1234";
};

上面的配置中声明了管理员为admin，密码是eystar8888，并且声明了一个用户名为kafka，密码是kafka1234的用户，客户端连接时使用用户为kafka可以成功进行认证。

而需要注意的是：上面的配置中的分号;，不能少，否则就掉坑里了。

配置kafka服务的启动脚本

上面设置好sasl认证的配置后，我们需要在kafka启动的服务脚本中，将此配置加入进去。

可以直接修改bin/kafka-server-start.sh，亦或者拷贝一份kafka-server-start.sh命名为kafka-server-start-saal.sh(名称自定义即可)

export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/wlh/kafka01/config/kafka_server_jaas.conf"

kafka02和kafka03同样这样配置好

export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/wlh/kafka02/config/kafka_server_jaas.conf"

export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/wlh/kafka03/config/kafka_server_jaas.conf"

开始执行启动kafka集群

# 生成一个uuid，后面需要用
/wlh/kafka01/bin/kafka-storage.sh random-uuid

# 格式化存储
/wlh/kafka01/bin/kafka-storage.sh format -t xtzWWN4bTjitpL3kfd9s5g -c /wlh/kafka01/config/kraft/server.properties
/wlh/kafka02/bin/kafka-storage.sh format -t xtzWWN4bTjitpL3kfd9s5g -c /wlh/kafka02/config/kraft/server.properties
/wlh/kafka03/bin/kafka-storage.sh format -t xtzWWN4bTjitpL3kfd9s5g -c /wlh/kafka03/config/kraft/server.properties

开始启动kafka(-daemon后台启动)

# 分别启动它们
/wlh/kafka01/bin/kafka-server-start-saal.sh -daemon /wlh/kafka01/config/kraft/server.properties
/wlh/kafka02/bin/kafka-server-start-saal.sh -daemon /wlh/kafka02/config/kraft/server.properties
/wlh/kafka03/bin/kafka-server-start-saal.sh -daemon /wlh/kafka03/config/kraft/server.properties

服务启动完成。。。

Tip:服务器端口要打开，服务器端口要打开，端口打开！！！或者关了防火墙也行。

使用java进行连接

无论是使用kafka的API还是直接使用spring集成kafka都是可以的。

我这里就采用kafka的API方式了。

导入kafka-clients依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.kafka</groupId>
    <artifactId>kafka-clients</artifactId>
    <version>2.7.2</version>
</dependency>

在application.properties中配置相关属性，注意spring.kafka.jaas-config是结尾是有一个分号;的，若不写，是连接不到kafka的。

spring.kafka.bootstrap-servers=192.168.8.122:19092,192.168.8.122:29092,192.168.8.122:39092
spring.kafka.jaas-config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="admin" password="kafka1234";
spring.kafka.topics=test

在java配置类中进行接收并且创建生产者和消费者

package xxx.xxx.xxx;
import org.apache.kafka.common.config.SaslConfigs;
import org.apache.kafka.common.security.auth.SecurityProtocol;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnProperty;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Properties;


/**
 * @author wlh
 * @date 2023/8/10
 */
@ConditionalOnProperty("spring.kafka.bootstrap-servers")
@Component
public class KafkaProperties {
    @Value("${spring.kafka.bootstrap-servers}")
    private String bootstrapServer;
    @Value("${spring.kafka.jaas-config}")
    private String jaasConfig;

    public static String topics;

    @Value("${spring.kafka.topics}")
    private void setTopics(String topics) {
        KafkaProperties.topics = topics;
    }

    /**
     * 获取生产者配置
     *
     * @return 配置信息
     */
    public Properties getProducerProperties() {
        Properties properties = new Properties();
        properties.put("bootstrap.servers", bootstrapServer);
        String SERIALIZER = "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer";
        properties.put("key.serializer", SERIALIZER);
        properties.put("value.serializer", SERIALIZER);
        fillSecurityProperties(properties);
        return properties;
    }
	
    // 消费者配置
    public Properties getConsumerProperties() {
        Properties properties = new Properties();
        properties.put("bootstrap.servers", bootstrapServer);
        properties.put("group.id", "test");	// group.id可以自定义
        String DESERIALIZER = "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer";
        properties.put("key.deserializer", DESERIALIZER);
        properties.put("value.deserializer", DESERIALIZER);
        fillSecurityProperties(properties);
        return properties;
    }

    // 安全认证的配置
    private void fillSecurityProperties(Properties properties) {
        properties.setProperty("security.protocol", SecurityProtocol.SASL_PLAINTEXT.name);
        String SASL_MECHANISM = "PLAIN";
        properties.put(SaslConfigs.SASL_MECHANISM, SASL_MECHANISM);
        properties.put(SaslConfigs.SASL_JAAS_CONFIG, jaasConfig);
    }

}

创建生产者和消费者

package xxx.xxx.xxx;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnProperty;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * @author wlh
 * @date 2023/08/10
 */
@ConditionalOnProperty("spring.kafka.bootstrap-servers")
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
@Configuration
public class KafkaConfig {
    private final KafkaProperties kafkaProperties;

    // 创建生产者
    @Bean
    public KafkaProducer<String, String> kafkaProducer() {
        return new KafkaProducer<>(kafkaProperties.getProducerProperties());
    }

    // 创建消费者
    @Bean
    public KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer() {
        KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>
                (kafkaProperties.getConsumerProperties());
        List<String> topicList = Collections.singletonList("test"); // 这里写死了，可自行扩展
        kafkaConsumer.subscribe(topicList);
        log.info("消息订阅成功! topic:{}", topicList);
        log.info("消费者配置：{}", kafkaProperties.getConsumerProperties().toString());
        return kafkaConsumer;
    }

}

信息发送的Util工具类

package xxx.xxx.xxx;

import com.alibaba.excel.util.StringUtils;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

@Component
@Slf4j
public class KafkaSendUtil {

    @Autowired
    KafkaProducer<String, String> kafkaProducer;

    @Async
    public void sendMsg(String topic, String msg) {
        List<String> topics;
        if (StringUtils.isBlank(topic)) {
            topics = Arrays.asList(KafkaProperties.topics.split(","));
        } else {
            topics = Collections.singletonList(topic);
        }
        for (String sendTopic : topics) {
            ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>(sendTopic, msg);
            log.info("正在发送kafka数据，数据=====>{}", msg);
            kafkaProducer.send(record);
        }
    }

}

实例

简单做一个实例，调通一下数据。监听方式可以不按照本文的，本文只是做测试。

kafka消费者监听器

package xxx.xxx.xxx;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

@Slf4j
@Component
public class KafkaListener implements ApplicationRunner {
    public static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        log.info("监听服务启动!");
        executorService.execute(() -> {
            MessageHandler kafkaListenMessageHandler = SpringBeanUtils.getBean(MessageHandler.class);
            kafkaListenMessageHandler.onMessage(SpringBeanUtils.getBean("kafkaConsumer"), Arrays.asList("test"));	// 这里是监听的kafka的topic，这里写死了，自己扩展即可
        });
    }
}

Bean的工具类

package com.bjmetro.top.global.kafka;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;

@SuppressWarnings("unchecked")
@Component
public class SpringBeanUtils implements ApplicationContextAware {

    private static ApplicationContext applicationContext;
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        SpringBeanUtils.applicationContext = applicationContext;
    }
    public static <T> T getBean(String beanName) {
        if (applicationContext.containsBean(beanName)) {
            return (T) applicationContext.getBean(beanName);
        } else {
            return null;
        }
    }
    public static <T> T getBean(Class<T> clazz) {
        return applicationContext.getBean(clazz);
    }
}

消费者处理消息

package com.bjmetro.top.global.kafka;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.List;

@Slf4j
@Component
public class MessageHandler {

    void onMessage(KafkaConsumer kafkaConsumer, List<String> topic) {
        log.info("队列开始监听：topic {}", topic);
        while (true) {
            ConsumerRecords<String, String> records = kafkaConsumer.poll(1000);
            for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
                log.info("partition:{} offset = {}, key = {}, value = {}", record.partition(), record.offset(), record.key(), record.value());
                try {
                    String messageData = new String(record.value().getBytes(), StandardCharsets.UTF_8);
                    System.out.println("收到消息：" + messageData);
                } catch (Exception e) {
                    log.error("消息处理异常");
                }
            }
        }
    }

}

做一个消息推送的接口

@Autowired
KafkaSendUtil sendUtil;
@PostMapping("/kafka/send")
public ResponseResult sendKafka(@RequestParam("msg") String msg) {
    sendUtil.sendMsg(null, msg);    // 这里topic传空，默认从application.properties中取了
    return new ResponseResult(ResponseConstant.CODE_OK, ResponseConstant.MSG_OK);
}

访问一下，看消费者日志