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大数据学习笔记-HDFS（五）——数据安全与隐私保护1、HDFS Trash 垃圾桶2、HDFS Snapshot快照3、HDFS权限管理4、HDFS Proxy user代理用户5、HDFS透明加密

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我是靠谱客的博主 鳗鱼香菇，最近开发中收集的这篇文章主要介绍大数据学习笔记-HDFS（五）——数据安全与隐私保护1、HDFS Trash 垃圾桶2、HDFS Snapshot快照3、HDFS权限管理4、HDFS Proxy user代理用户5、HDFS透明加密，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1、HDFS Trash 垃圾桶

1.1 垃圾桶概述

回收站（垃圾桶）是微软Windows操作系统里的系统文件夹。主要用来存储用户临时删除的文件
在这里插入图片描述

HDFS文件系统，有没有垃圾桶。默认情况下是没有的，删除之后，直接删除。
执行删除命令

[root@node1 ~]# hadoop fs -rm /tmp/12.tbt
Deleted /tmp/12.tbt
[root@node1 ~]#

垃圾桶功能：HDFS trash，目的是防止无意中删除某些东西，默认不开启，文件不会立即被删除，将文件移动到current目录中（/user/${username}/.Trash/current）
.Trash中的文件在用户可配置的时间延后删除。
Trash checkpoint：检查点是用户垃圾桶下的一个目录，用于存储在创建检查点之前删除的所有文件和目录。目录（/user/${username}/.Trash/timestap_of_checkpoint_creation）文件在垃圾桶下按照时间进行管理

1.2垃圾桶使用

第一步：关闭集群

stop-dfs.sh

第二步：修改配置文件,
在core-site.xml中配置，fs.trash.interval 单位分钟在这里插入图片描述
fs.trash.checkpoint.interval前后两次检查点创建的时间间隔（分钟），配置为0，新检查点创建之后，随之就的检查点就会被删除

<property>
	<name>fs.trash.interval</name>
	<value>1440</value>
</property>
<property>
	<name>fs.trash.checkpoint.interval</name>
	<value>0</value>
</property>

在这里插入图片描述

第三步：配置文件同步到其他节点

scp -r core-site.xml root@node3:$PWD 
scp -r core-site.xml root@node2:$PWD

第四步：启动hdfs

start-dfs.sh

功能更使用，删除文件

[root@node1 hadoop]# hadoop fs -rm /tmp/small/1.txt
2022-11-27 12:40:17,369 INFO fs.TrashPolicyDefault: Moved: 'hdfs://node1:8020/tmp/small/1.txt' to trash at: hdfs://node1:8020/user/root/.Trash/Current/tmp/small/1.txt

查看回收站中的数据

[root@node1 hadoop]# hadoop fs -ls /user/root/.Trash/Current/tmp/small/
Found 1 items
-rw-r--r--   3 root supergroup         14 2022-11-21 18:01 /user/root/.Trash/Current/tmp/small/1.txt

恢复

[root@node1 hadoop]# hadoop fs -mv /user/root/.Trash/Current/tmp/small/ /tmp/small
[root@node1 hadoop]# hadoop fs -ls /user/root/.Trash/Current/tmp/small/
ls: `/user/root/.Trash/Current/tmp/small/': No such file or directory
[root@node1 hadoop]# hadoop fs -ls /tmp/small
Found 3 items
-rw-r--r--   3 root supergroup          7 2022-11-21 17:41 /tmp/small/2.txt
-rw-r--r--   3 root supergroup          7 2022-11-21 17:41 /tmp/small/3.txt
drwx------   - root supergroup          0 2022-11-27 12:40 /tmp/small/small

直接删除

[root@node1 hadoop]# hadoop fs -rm -skipTrash /tmp/small/small
rm: `/tmp/small/small': Is a directory
[root@node1 hadoop]#

清空回收站
除了fs.trash.interval参数控制到期自动删除之外。可以手动删除垃圾桶中的文件

[root@node1 hadoop]# hadoop fs -rm  /tmp/small/2.txt
2022-11-27 12:48:50,600 INFO fs.TrashPolicyDefault: Moved: 'hdfs://node1:8020/tmp/small/2.txt' to trash at: hdfs://node1:8020/user/root/.Trash/Current/tmp/small/2.txt
[root@node1 hadoop]# hadoop fs -ls /user/root/.Trash/Current/tmp/small/
Found 1 items
-rw-r--r--   3 root supergroup          7 2022-11-21 17:41 /user/root/.Trash/Current/tmp/small/2.txt
[root@node1 hadoop]# hadoop fs -rm /user/root/.Trash/Current/tmp/small/2.txt
Deleted /user/root/.Trash/Current/tmp/small/2.txt
[root@node1 hadoop]# hadoop fs -ls /user/root/.Trash/Current/tmp/small/
[root@node1 hadoop]#

2、HDFS Snapshot快照

2.1 快照介绍

可以理解为瞬间的投影，是数据存储在某一时刻的状态记录，与备份区别，备份数据存储的某一时刻的副本
HDFS Snapshot快照是整个文件系统或某个目录在某个时刻的镜像，该镜像不会随着源目录的改变而动态变化。
快照作用：数据恢复，对重要目录进行创建snapshot的操作；数据备份，整个集群、某些目录、文件备份不同备份之间差异性，增量备份。
数据测试：某些重要数据进行测试或者实验在快照上进行。

2.2HDFS快照功能的实现

HDFS快照不是数据的简单拷贝，只是差异的记录。对于大多不变的数据，你所看到的数据其实是当前物理路径所指的内容，而发生变更的inode数据才会被快照额外拷贝，也就是差异拷贝

inode指索引节点，用来存放文件及目录的基本信息，包含时间、名称、所有者、所在组。

hdfs快照不会复制datanode中的块，只记录块列表和文件大小，HDFS快照不会对常规HDFS操作产生不利影响，修改记录按照逆时针顺序进行，因此可以直接访问当前数据，通过从当前数据中减去来修改快照计算数据

2.3快照命令

HDFS可以针对整个文件系统或者某个目录创建快照，创建快照的前提是相应的目录开启快照功能。

开启快照

hdfs dfsadmin -allowSnapshot /allenwoon

禁用快照（禁用快照的前提是该目录所有的快照已经删除）

hdfs dfsadmin -disallowSnapshot  /allenwoon```

快照操作

  • 创建快照 createSnapshot
  • 删除快照 deleteSnapshot
  • 重命名快照 renameSnapshot
  • 列出可以快照目录列表 lsSnapshottableDir
  • 获取快照差异报告 snapshotDiff

案例
第一步：创建一个目录

 hadoop fs -mkdir /allenwoon

测试：直接创建快照（提示这个目录不是一个快照目录）

[root@node1 ~]# hdfs dfs -createSnapshot /allenwoon
createSnapshot: Directory is not a snapshottable directory: /allenwoon

在这里插入图片描述

第二步：准备数据

```bash
[root@node1 ~]# echo "hello hadoop" >> 1.txt
[root@node1 ~]# cat 1.txt 
hello hadoop
[root@node1 ~]# hadoop fs -put 1.txt /allenwoon
[root@node1 ~]# hadoop fs -ls /allenwoon
Found 1 items
-rw-r--r--   3 root supergroup         13 2022-11-27 14:36 /allenwoon/1.txt

第三步：启用快照

hdfs dfsadmin -allowSnapshot /allenwoon

在这里插入图片描述

第四步：创建快照

# 不指定名字
 hdfs dfs -createSnapshot /allenwoon
 # 指定名字
 hdfs dfs -createSnapshot /allenwoon mysnaps

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

快照重命名

hdfs dfs -renameSnapshot /allenwoon mysnaps mysnap2

列出所有快照开启的目录

hdfs lsSnapshottableDir

在这里插入图片描述
第五步：快照差异比较
准备

# 创建文件
echo 222 > 2.txt
# 追加到原来文件
hadoop fs -appendToFile 2.txt /allenwoon/1.txt
# 创建快照
hdfs dfs -createSnapshot /allenwoon mysnap3
# Created snapshot /allenwoon/.snapshot/mysnap3
# 上传任意文件
# hadoop fs -put anaconda-ks.cfg /allenwoon
# 创建快照
hdfs dfs -createSnapshot /allenwoon mysnap4
# Created snapshot /allenwoon/.snapshot/mysnap4

快照差异比较

hdfs snapshotDiff /allenwoon mysnap2 mysnap3
#Difference between snapshot mysnap2 and snapshot mysnap3 under directory /allenwoon:
# M       ./1.txt

hdfs snapshotDiff /allenwoon mysnap2 mysnap4
#Difference between snapshot mysnap2 and snapshot mysnap4 under directory /allenwoon:
#M       .
#+       ./anaconda-ks.cfg
#M       ./1.txt

快照差异释义

+ The file/directory has been created.
- The file/directory has been deleted.
M The file/directory has been modified.
R The file/directory has been renamed.

第六步：删除快照文件夹路径
如果有快照存在，不让删除

hadoop fs -rm -r /allenwoon
# rm: Failed to move to trash: hdfs://node1:8020/allenwoon: The directory /allenwoon cannot be deleted since /allenwoon is snapshottable and already has snapshots

第七步：从快照拷贝文件

hadoop fs -cp -f /allenwoon/.snapshot/mysnap2/1.txt  /allenwoon

在这里插入图片描述

第八步：删除快照

hdfs dfs -deleteSnapshot /allenwoon mysnap4

3、HDFS权限管理

3.1 权限管理概述（3A）

认证（Authentication）、授权（Authorization）、审计（Accounting）是计算机安全领域的一个架构模式。缩写为3A。用书先证明自己是谁；然后授予权限，你能干什么；同时操作被记录，你干了什么。
身份：如何通过一个标识区分实体、用户和服务。
案例分析：使用普通用户登录Linux（认证），提示输入密码。
使用sudo命令执行某些管理员权限命令（授权，发现没有权限），使用root授予相应的权限，发先可以访问
通过secure日志查看操作记录（审计）
HDFS权限管理概述：客户端的操作首先通过用户身份验证机制获得“凭证”，HDFS根据此“凭证”分辨出合法用户，然后HDFS查看用户是否已经授权。

3.2HDFS UGO权限管理

每个文件和目录都与一个拥有者和组相关联
USER（文件所有者）：一般是创建该文件的用户，对该文件具有完全的权限
Group（拥有者所在的组）：和文件所有者同一组的用户。
OTHER：其他用户组的用户
权限：读权限（r）、写权限（w）、执行权限（x）
HDFS中，对于文件需要r权限才能读取文件，而w权限才能写入或者追加文件，没有x权限的概念
对于目录：需要r权限才能列出目录，需要w权限才能创建或删除文件或目录，需要x权限才能访问目录的子集。

读——4，写——2，执行——1，每一个用户对文件或文件夹的权限可以用数字表示。

权限掩码：与Linux系统类似，用于设置在HDFS中默认新建的文件和目录权限限位。默认umask值有属性fs.permissions.umask-mode指定，默认值022。
创建文件和目录的时候使用umask，默认权限就是
目录：777-022=755，
文件：777-022=755，因为HDFS中没有x的概念，所以是-rw-r–r–
UGO权限相关命令

#变更目录或文件的权限 可以使用数字 也可以使用字母 u g o a + - r w x
# [-R]递归其下所有文件夹和文件
hadoop fs -chmod [-R] 777 /user/itcast/foo
hadoop fs -chmod [-R] u+x,o-x /user/itcast/foo
#变更目录或文件的属主或用户组
hadoop fs -chown [-R] itcast /user/itcast/foo
hadoop fs -chown [-R] itcast:ogroup /user/itcast/foo
#变更用户组
hadoop fs -chgrp [-R] group1 /user/itcast/foo

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
hadoop3.0 提供了WebUI页面的UGO权限修改。
在这里插入图片描述

3.3 用户身份认证

在HDFS中，用户身份认证独立于HDFS项目之外，也就是说HDFS不负责用户身份合法性检查，但HDFS汇通过获取相关用户身份，然后用于后续权限管理，
用户是否合法，完全取决于集群使用认证体系，目前社区支持两种身份认证，即简单认证（Simple）和（Kerberos）

Simple认证：
基于HDFS客户端所在的Linux系统登录的用户名来进行认证，只要用户能登录就认证成功，客户端与NN交互时会将用户的登录账号（通过类似whoami的命令来获取）作为合法用户名传递至NN。
弊端：
在多租户条件这种认证会导致权限混淆；
同时恶意用户也可以伪造其他人的用户名非法获得相应的权限，对数据安全造成极大的隐患。
线上生产环境一般不会使用。
Simple认证时，HDFS想法时：防止好人误做坏事，不防止坏人做坏事，当客户端提交给Hadoop一个用户名时，Hadoop会相信客户端所说的一切，并保证整个集群的所有机器也相信。
Kerberos介绍
kerberos源于希腊语，是一只守护地狱的三头巨犬，麻绳理工学院开发的一种网络身份认证协议，通过密钥加密技术为服务端、服务器应用程序提供身份强认证。https://kerberos.org/
角色：
访问服务的clinet
提供服务的server
KDC（Key DIStribution Center） 密钥分发中心。
域概念：client、server、kdc都位于一个域中，为域内的用户提供服务client 是否有权限访问server由kdc发放的票据判定。
域：
票据：合法、权限，
Kerberos-KDC

  • Authentication Server：验证Client端的身份
  • Ticket Granting Server： 通过AS发送给Client的票（TGT）换取访问Server端的票。
    组映射：用户组映射服务获取该用户对应的用户组列表。使用系统自带的方案，NameNode上的，利用Linux系统上的组
    Linux用户和用户组保存在/etc/passwd和/etc/group,HDFS通过外部调用shell命令获取用户的所有组列表。

/etc/passwd 一行记录对应一个用户，每行七个字段，冒号分隔
用户名：口令：用户标识号：组标时号：注释性描述：主目录：登录shell
/etc/group一行记录对应一个用户，每行四个字段，冒号分隔
组名：密码：GID：该用户组中的用户列表

优点：服务稳定，不易受外部服务影响
缺点：用户和用户组管理需要root权限，在服务器上生成大量用户组，后续管理（自动化运维）压力较大

HDFS ACL权限管理
ACL（Access Control List）访问控制列表，为特定的用户或组设置不同的权限，而不是文件的所有者和文件的所有组。
ACL Shell命令

#显示文件和目录的访问控制列表（ACL）。如果目录具有默认ACL，则getfacl还将显示默认ACL。
hadoop fs -getfacl [-R] <path>

#设置文件和目录的访问控制列表（ACL）。
hadoop fs [generic options] -setfacl [-R] [{-b|-k} {-m|-x <acl_spec>} <path>]|[--set <acl_spec> <path>]

#ls的输出将在带有ACL的任何文件或目录的权限字符串后附加一个'+'字符。
hadoop fs -ls <args>

操作案例
使用root在HDFS创建一个文件夹

hadoop fs -mkdir /itheima

创建完成，权限是755
在这里插入图片描述
普通用户登录，上传文件，发现没有权限

ssh zkw@node1
#zkw@node1's password: 
echo 1>>1.txt
hadoop fs -put 1.txt /itheima
# put: Permission denied: user=zkw, access=WRITE, inode="/itheima":root:supergroup:drwxr-xr-x

在这里插入图片描述
为了让zkw用户上传，可以为文件开发其他用户组的写权限

hadoop fs -chmod o+w /itheima

自己不能给自己添加权限
在这里插入图片描述
用root用户添加权限
在这里插入图片描述
但是所有其他用户都有了写的权限，很恐怖，root现在立刻删除其他用户组的写权限，十分繁琐

在这里插入图片描述
使用ACL给allenwoon用户单独添加权限 而/itheima文件夹本身权限不变

 hadoop fs -setfacl -m user:zkw:rwx /itheima
# setfacl: The ACL operation has been rejected.  Support for ACLs has been disabled by setting dfs.namenode.acls.enabled to false.

关闭hdfs

stop-dfs.sh

需要在hdfs-site.xml中开启相应配置

 <property>
      <name>dfs.namenode.acls.enabled</name>
      <value>true</value>
  </property>

在这里插入图片描述
复制到其他节点

scp hdfs-site.xml root@node2:$PWD

启动hdfs

start-dfs.sh

查看acl权限

hadoop fs -getfacl /itheima
# file: /itheima
# owner: root
# group: supergroup
#user::rwx
#group::r-x
#other::r-x

设置zkw的acl

hadoop fs -setfacl -m user:zkw:rwx /itheima

再次查看


 hadoop fs -getfacl /itheima
# file: /itheima
# owner: root
# group: supergroup
#user::rwx
#user:zkw:rwx
#group::r-x
#mask::rwx
#other::r-x

在这里插入图片描述

上传文件

 hadoop fs -put 1.txt /itheima

在这里插入图片描述

删除用户权限

 hadoop fs -setfacl -x user:zkw /itheima

删除不干净
在这里插入图片描述
完全删除
在这里插入图片描述

4、HDFS Proxy user代理用户

Proxy 代理、委托用来进行事务不想或不能进行的其他操作。

HDFS Proxy user：一个用户如何代表另一个用户进行HDFS操作
常用场景：第三方软件与Hadoop集成的时候用
配置参数：hadoop.proxyuser.$superuser.hosts
hadoop.proxyuser.$superuser.groups
例如：名为super的超级用户只能从host1和host2连接来模拟属于group1和group2的用户。

<!--在core-site中配置-->
<property>
    <name>hadoop.proxyuser.super.hosts</name>
       <value>host1,host2</value>
       </property>
<property>
       <name>hadoop.proxyuser.super.groups</name>
       <value>group1,group2</value>
</property>
<!--super是代理用户的名-->

宽松配置，使用* 代表任何主机、任何组。

5、HDFS透明加密

HDFS明文存储的弊端

HDFS中的数据以Block的形式存放在数据的本地磁盘上，但是Block都是明文的，对于单个小文件，一个文件为一个block，相对容易字节从linux系统中找到相应数据块。
实验：
文件上传
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
根据block编号和信息直接通过linux找数据。
在这里插入图片描述
明文存储，直接可以查看到了数据。
在这里插入图片描述
加密技术：加密算法 加密密钥，通过解密算法和密钥解密查看
常见的加密层级 应用层加密，数据库层加密，文件系统加密，磁盘层加密。
HDFS透明加密 端到端的加密和接密只能通过客户端打开。
HDFS保存的是加密后的文件，文件加密的密钥也是加密的。让非法用户从操作系统拷贝文件，看到的是密文，无法解读。

透明加密
只有HDFS客户端可以加密和解密，密钥管理在HDFS外部，HDFS无法访问未加密的数据或加密密钥。数据块以加密形式存储，
加密区域：加密区域就是HDFS上的一个目录，只不过该目录比其他目录特殊。加密区域里写入文件的时候会被透明加密，读取文件的时候又会被透明解密。
密钥：加密区域的密钥（EZK，encryption zone key），数据加密密钥（DEK，data encryption key）
DEK会使用各自的加密区域的EZK密钥进行加密。加密密钥的密钥（EDEK，encryption data encryption key）。
密钥库，存储密钥的叫密钥库，将HDFS与外部企业级密钥库集成是部署透明加密的第一步。
KMS（密钥管理服务为，Key Management Server），

透明加密的过程：
写数据：
提前动作：创建加密区，设置加密区密钥

  1. Client向NN请求在HDFS某个加密区新建文件；
  2. NN从缓存中取出一个新的EDEK（后台不断从KMS拉取新的EDEK到缓存中）；
  3. 获取到EDEK会被NN保存到文件的元数据中；
  4. 然后NN将EDEK发送给Client；
  5. Client发送EDEK给KMS，KMS用对应的EZ key将EDEK解密出DEK发送给Client；
  6. Client用DEK加密文件内容发送给datanode进行存储。

在这里插入图片描述
读数据：

读流程与写流程类型，区别就是NN直接读取加密文件元数据里的EDEK返回给客户端，客户端一样把EDEK发送给KMS获取DEK。再对加密内容解密读取。
EDEK的加密和解密完全在KMS上进行。更重要的是，请求创建或解密EDEK的客户端永远不会处理EZ密钥。仅KMS可以根据要求使用EZ密钥创建和解密EDEK。

Hodoop KMS 配置
第一步：关闭集群

stop-dfs.sh

第二部：keystone密钥库，此处使用JavaKeyStoreProvider作为keystore，其他参考密钥库参考地址

keytool -genkey  -alias 'itcast_keystore'

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
第三步：修改kms配置文件

 cd /export/servers/hadoop-3.1.4/etc/hadoop/

# 创建密码文件
vim kms.keystore.password
[root@node1 hadoop]# cat kms.keystore.password
123456
# 修改配置文件
[root@node1 hadoop]# vim kms-site.xml 
[root@node1 hadoop]# vim kms-env.sh 
[root@node1 hadoop]# vim core-site.xml 
[root@node1 hadoop]# vim hdfs-site.xml 


<!-- kms-site.xml-->
<configuration>
	<property>
		<name>hadoop.kms.key.provider.uri</name>
		<value>jceks://file@/${user.home}/kms.jks</value>
	</property>
	<property>
		<name>hadoop.security.keystore.java-keystore-provider.password-file</name>
		<value>kms.keystore.password</value>
	</property>
	<property>
		 <name>dfs.encryption.key.provider.uri</name>
		 <value>kms://http@node1:16000/kms</value>
	</property>
	<property>
		<name>hadoop.kms.authentication.type</name>
		<value>simple</value>
	</property>
</configuration>
<!-- core-site.xml -->
<property>
    <name>hadoop.security.key.provider.path</name>
    <value>kms://http@node1:16000/kms</value>
</property>
<!-- hdfs-site.xml -->
<property>
    <name>hadoop.security.key.provider.path</name>
    <value>kms://http@node1:16000/kms</value>
</property>

# kms-env.sh
export KMS_HOME=/export/servers/hadoop-3.1.4
export KMS_LOG=${KMS_HOME}/logs/kms
export KMS_HTTP_PORT=16000
export KMS_ADMIN_PORT=16001

同步到其他节点

scp kms-site.xml kms-env.sh core-site.xml hdfs-site.xml root@node2:$PWD
scp kms-site.xml kms-env.sh core-site.xml hdfs-site.xml root@node3:$PWD

启动HDFS集群

start-dfs.sh

启动kms

hadoop --daemon start kms

关闭

hadoop --daemon stop kms

透明加密使用
第一步：创建与查看key

 hadoop key create ezk
 hadoop key list -metadata

在这里插入图片描述

第二步：创建加密区，一个目录，
普通文件夹创建

hadoop fs -mkdir /zone

设置为加密区

hdfs crypto -createZone -keyName ezk -path /zone

在这里插入图片描述
文件创建与上传

 echo hello,hadoop >>1.txt
 cat 1.txt 
# hello,hadoop
 hadoop fs -put 1.txt /zone
 hadoop fs -ls /zone
#Found 2 items
#drwxrwxrwt   - root supergroup          0 2022-11-28 01:22 /zone/.Trash
#-rw-r--r--   3 root supergroup         13 2022-11-28 01:24 /zone/1.txt

在这里插入图片描述
验证
客户端查看
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

linux文件系统直接打开
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

最后

以上就是鳗鱼香菇为你收集整理的大数据学习笔记-HDFS（五）——数据安全与隐私保护1、HDFS Trash 垃圾桶2、HDFS Snapshot快照3、HDFS权限管理4、HDFS Proxy user代理用户5、HDFS透明加密的全部内容，希望文章能够帮你解决大数据学习笔记-HDFS（五）——数据安全与隐私保护1、HDFS Trash 垃圾桶2、HDFS Snapshot快照3、HDFS权限管理4、HDFS Proxy user代理用户5、HDFS透明加密所遇到的程序开发问题。

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