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为 DM 开启 TLS

本文主要描述了在 Kubernetes 上如何为 DM 集群组件间开启 TLS，以及如何用 DM 集群同步开启了 MySQL 客户端 TLS 验证的 MySQL/TiDB 数据库。

为 DM 组件间开启 TLS

TiDB Operator 从 v1.2 开始已经支持为 Kubernetes 上 DM 集群组件间开启 TLS。开启步骤为：

  1. 为即将被创建的 DM 集群的每个组件生成证书：

    • 为 DM-master/DM-worker 组件分别创建一套 Server 端证书，保存为 Kubernetes Secret 对象：${cluster_name}-${component_name}-cluster-secret
    • 为它们的各种客户端创建一套共用的 Client 端证书，保存为 Kubernetes Secret 对象：${cluster_name}-dm-client-secret

  2. 部署集群，设置 .spec.tlsCluster.enabled 属性为 true；

  3. 配置 dmctl 连接集群。

其中，颁发证书的方式有多种，本文档提供两种方式，用户也可以根据需要为 DM 集群颁发证书，这两种方式分别为：

当需要更新已有 TLS 证书时，可参考更新和替换 TLS 证书。

第一步：为 DM 集群各个组件生成证书

使用 cfssl 系统颁发证书

  1. 首先下载 cfssl 软件并初始化证书颁发机构：

    mkdir -p ~/bin
curl -s -L -o ~/bin/cfssl https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
curl -s -L -o ~/bin/cfssljson https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
chmod +x ~/bin/{cfssl,cfssljson}
export PATH=$PATH:~/bin

mkdir -p cfssl
cd cfssl

  2. 生成 ca-config.json 配置文件：

    cat << EOF > ca-config.json
{
    "signing": {
        "default": {
            "expiry": "8760h"
        },
        "profiles": {
            "internal": {
                "expiry": "8760h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "server auth",
                    "client auth"
                ]
            },
            "client": {
                "expiry": "8760h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "client auth"
                ]
            }
        }
    }
}
EOF

  3. 生成 ca-csr.json 配置文件：

    cat << EOF > ca-csr.json
{
    "CN": "TiDB",
    "CA": {
        "expiry": "87600h"
    },
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "US",
            "L": "CA",
            "O": "PingCAP",
            "ST": "Beijing",
            "OU": "TiDB"
        }
    ]
}
EOF

  4. 使用定义的选项生成 CA：

    cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -

  5. 生成 Server 端证书。

    这里需要为每个 DM 集群的组件生成一套 Server 端证书。

    • DM-master Server 端证书

      首先生成默认的 dm-master-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > dm-master-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

      ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "::1",
      "${cluster_name}-dm-master",
      "${cluster_name}-dm-master.${namespace}",
      "${cluster_name}-dm-master.${namespace}.svc",
      "${cluster_name}-dm-master-peer",
      "${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}",
      "${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}.svc",
      "*.${cluster_name}-dm-master-peer",
      "*.${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}",
      "*.${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}.svc"
    ],
...

      其中 ${cluster_name} 为 DM 集群的名字，${namespace} 为 DM 集群部署的命名空间，用户也可以添加自定义 hosts。

      最后生成 DM-master Server 端证书：

      cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=internal dm-master-server.json | cfssljson -bare dm-master-server

    • DM-worker Server 端证书

      首先生成默认的 dm-worker-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > dm-worker-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

      ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "::1",
      "${cluster_name}-dm-worker",
      "${cluster_name}-dm-worker.${namespace}",
      "${cluster_name}-dm-worker.${namespace}.svc",
      "${cluster_name}-dm-worker-peer",
      "${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}",
      "${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}.svc",
      "*.${cluster_name}-dm-worker-peer",
      "*.${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}",
      "*.${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}.svc"
    ],
...

      其中 ${cluster_name} 为集群的名字，${namespace} 为 DM 集群部署的命名空间，用户也可以添加自定义 hosts。

      最后生成 DM-worker Server 端证书：

      cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=internal dm-worker-server.json | cfssljson -bare dm-worker-server

  6. 生成 Client 端证书。

    首先生成默认的 client.json 文件：

    cfssl print-defaults csr > client.json

    然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性，hosts 可以留空：

    ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [],
...

    最后生成 Client 端证书：

    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=client client.json | cfssljson -bare client

  7. 创建 Kubernetes Secret 对象。

    假设你已经按照上述文档为每个组件创建了一套 Server 端证书，并为各个客户端创建了一套 Client 端证书。通过下面的命令为 DM 集群创建这些 Secret 对象：

    • DM-master 集群证书 Secret：

      kubectl create secret generic ${cluster_name}-dm-master-cluster-secret --namespace=${namespace} --from-file=tls.crt=dm-master-server.pem --from-file=tls.key=dm-master-server-key.pem --from-file=ca.crt=ca.pem

    • DM-worker 集群证书 Secret：

      kubectl create secret generic ${cluster_name}-dm-worker-cluster-secret --namespace=${namespace} --from-file=tls.crt=dm-worker-server.pem --from-file=tls.key=dm-worker-server-key.pem --from-file=ca.crt=ca.pem

    • Client 证书 Secret：

      kubectl create secret generic ${cluster_name}-dm-client-secret --namespace=${namespace} --from-file=tls.crt=client.pem --from-file=tls.key=client-key.pem --from-file=ca.crt=ca.pem

    这里给 DM-master/DM-worker 的 Server 端证书分别创建了一个 Secret 供他们启动时加载使用，另外一套 Client 端证书供他们的客户端连接使用。

使用 cert-manager 系统颁发证书

  1. 安装 cert-manager。

    请参考官网安装：cert-manager installation in Kubernetes。

  2. 创建一个 Issuer 用于给 DM 集群颁发证书。

    为了配置 cert-manager 颁发证书，必须先创建 Issuer 资源。

    首先创建一个目录保存 cert-manager 创建证书所需文件：

    mkdir -p cert-manager
cd cert-manager

    然后创建一个 dm-cluster-issuer.yaml 文件，输入以下内容：

    apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Issuer
metadata:
  name: ${cluster_name}-selfsigned-ca-issuer
  namespace: ${namespace}
spec:
  selfSigned: {}
---
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: ${cluster_name}-ca
  namespace: ${namespace}
spec:
  secretName: ${cluster_name}-ca-secret
  commonName: "TiDB"
  isCA: true
  duration: 87600h # 10yrs
  renewBefore: 720h # 30d
  issuerRef:
    name: ${cluster_name}-selfsigned-ca-issuer
    kind: Issuer
---
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Issuer
metadata:
  name: ${cluster_name}-dm-issuer
  namespace: ${namespace}
spec:
  ca:
    secretName: ${cluster_name}-ca-secret

    其中 ${cluster_name} 为集群的名字，上面的文件创建三个对象：

    • 一个 SelfSigned 类型的 Isser 对象（用于生成 CA 类型 Issuer 所需要的 CA 证书）;
    • 一个 Certificate 对象，isCa 属性设置为 true；
    • 一个可以用于颁发 DM 组件间 TLS 证书的 Issuer。

    最后执行下面的命令进行创建：

    kubectl apply -f dm-cluster-issuer.yaml

  3. 创建 Server 端证书。

    在 cert-manager 中，Certificate 资源表示证书接口，该证书将由上面创建的 Issuer 颁发并保持更新。

    我们需要为每个组件创建一个 Server 端证书，并且为它们的 Client 创建一套公用的 Client 端证书。

    • DM-master 组件的 Server 端证书。

      apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: ${cluster_name}-dm-master-cluster-secret
  namespace: ${namespace}
spec:
  secretName: ${cluster_name}-dm-master-cluster-secret
  duration: 8760h # 365d
  renewBefore: 360h # 15d
  subject:
    organizations:
    - PingCAP
  commonName: "TiDB"
  usages:
    - server auth
    - client auth
  dnsNames:
  - "${cluster_name}-dm-master"
  - "${cluster_name}-dm-master.${namespace}"
  - "${cluster_name}-dm-master.${namespace}.svc"
  - "${cluster_name}-dm-master-peer"
  - "${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}"
  - "${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}.svc"
  - "*.${cluster_name}-dm-master-peer"
  - "*.${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}"
  - "*.${cluster_name}-dm-master-peer.${namespace}.svc"
  ipAddresses:
  - 127.0.0.1
  - ::1
  issuerRef:
    name: ${cluster_name}-dm-issuer
    kind: Issuer
    group: cert-manager.io

      其中 ${cluster_name} 为集群的名字：

      • spec.secretName 请设置为 ${cluster_name}-dm-master-cluster-secret；
      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；
      • dnsNames 需要填写上面 yaml 中的 DNS，根据需要可以填写其他 DNS；
      • ipAddresses 需要填写这两个 IP ，根据需要可以填写其他 IP：
        • 127.0.0.1
        • ::1
      • issuerRef 请填写上面创建的 Issuer；
      • 其他属性请参考 cert-manager API。

      创建这个对象以后，cert-manager 会生成一个名字为 ${cluster_name}-dm-master-cluster-secret 的 Secret 对象供 DM 集群的 DM-master 组件使用。

    • DM-worker 组件的 Server 端证书。

      apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: ${cluster_name}-dm-worker-cluster-secret
  namespace: ${namespace}
spec:
  secretName: ${cluster_name}-dm-worker-cluster-secret
  duration: 8760h # 365d
  renewBefore: 360h # 15d
  subject:
    organizations:
    - PingCAP
  commonName: "TiDB"
  usages:
    - server auth
    - client auth
  dnsNames:
  - "${cluster_name}-dm-worker"
  - "${cluster_name}-dm-worker.${namespace}"
  - "${cluster_name}-dm-worker.${namespace}.svc"
  - "${cluster_name}-dm-worker-peer"
  - "${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}"
  - "${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}.svc"
  - "*.${cluster_name}-dm-worker-peer"
  - "*.${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}"
  - "*.${cluster_name}-dm-worker-peer.${namespace}.svc"
  ipAddresses:
  - 127.0.0.1
  - ::1
  issuerRef:
    name: ${cluster_name}-dm-issuer
    kind: Issuer
    group: cert-manager.io

      其中 ${cluster_name} 为集群的名字：

      • spec.secretName 请设置为 ${cluster_name}-dm-worker-cluster-secret；
      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；
      • dnsNames 需要填写上面 yaml 中的 DNS，根据需要可以填写其他 DNS；
      • ipAddresses 需要填写这两个 IP ，根据需要可以填写其他 IP：
        • 127.0.0.1
        • ::1
      • issuerRef 请填写上面创建的 Issuer；
      • 其他属性请参考 cert-manager API。

      创建这个对象以后，cert-manager 会生成一个名字为 ${cluster_name}-dm-cluster-secret 的 Secret 对象供 DM 集群的 DM-worker 组件使用。

    • 一套 DM 集群组件的 Client 端证书。

      apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: ${cluster_name}-dm-client-secret
  namespace: ${namespace}
spec:
  secretName: ${cluster_name}-dm-client-secret
  duration: 8760h # 365d
  renewBefore: 360h # 15d
  subject:
    organizations:
    - PingCAP
  commonName: "TiDB"
  usages:
    - client auth
  issuerRef:
    name: ${cluster_name}-dm-issuer
    kind: Issuer
    group: cert-manager.io

      其中 ${cluster_name} 为集群的名字：

      • spec.secretName 请设置为 ${cluster_name}-dm-client-secret；
      • usages 请添加上 client auth；
      • dnsNames 和 ipAddresses 不需要填写；
      • issuerRef 请填写上面创建的 Issuer；
      • 其他属性请参考 cert-manager API。

      创建这个对象以后，cert-manager 会生成一个名字为 ${cluster_name}-cluster-client-secret 的 Secret 对象供 DM 组件的 Client 使用。

第二步：部署 DM 集群

在部署 DM 集群时，可以开启集群间的 TLS，同时可以设置 cert-allowed-cn 配置项，用来验证集群间各组件证书的 CN (Common Name)。

创建 dm-cluster.yaml 文件：

apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: DMCluster
metadata:
  name: ${cluster_name}
  namespace: ${namespace}
spec:
  tlsCluster:
    enabled: true
  version: v5.3.0
  pvReclaimPolicy: Retain
  discovery: {}
  master:
    baseImage: pingcap/dm
    maxFailoverCount: 0
    replicas: 1
    storageSize: "1Gi"
    config:
      cert-allowed-cn:
        - TiDB
  worker:
    baseImage: pingcap/dm
    maxFailoverCount: 0
    replicas: 1
    storageSize: "1Gi"
    config:
      cert-allowed-cn:
        - TiDB

然后使用 kubectl apply -f dm-cluster.yaml 来创建 DM 集群。

第三步：配置 dmctl 连接集群

进入 DM-master Pod：

kubectl exec -it ${cluster_name}-dm-master-0 -n ${namespace} sh

使用 dmctl：

cd /var/lib/dm-master-tls
/dmctl --ssl-ca=ca.crt --ssl-cert=tls.crt --ssl-key=tls.key --master-addr 127.0.0.1:8261 list-member

用 DM 集群同步开启了 MySQL 客户端 TLS 验证的 MySQL/TiDB 数据库

下面部分主要介绍如何配置 DM 同步开启了 MySQL 客户端 TLS 验证的 MySQL/TiDB 数据库。如需了解如何为 TiDB 的 MySQL 客户端开启 TLS，可以参考为 MySQL 客户端开启 TLS

第一步：创建各 MySQL 客户端 TLS 的 Kubernetes Secret 对象

到这里假设你已经部署了开启 MySQL 客户端 TLS 的 MySQL/TiDB 数据库。通过下面的命令为 TiDB 集群创建 Secret 对象：

kubectl create secret generic ${mysql_secret_name1} --namespace=${namespace} --from-file=tls.crt=client.pem --from-file=tls.key=client-key.pem --from-file=ca.crt=ca.pem
kubectl create secret generic ${tidb_secret_name} --namespace=${namespace} --from-file=tls.crt=client.pem --from-file=tls.key=client-key.pem --from-file=ca.crt=ca.pem

第二步：挂载 Secret 对象到 DM 集群

创建好上下游数据库的 Kubernetes Secret 对象后，我们需要设置 spec.tlsClientSecretNames 使得 Secret 对象被挂载到 DM-master/DM-worker 的 Pod。

apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: DMCluster
metadata:
  name: ${cluster_name}
  namespace: ${namespace}
spec:
  version: v5.3.0
  pvReclaimPolicy: Retain
  discovery: {}
  tlsClientSecretNames:
    - ${mysql_secret_name1}
    - ${tidb_secret_name}
  master:
    ...

第三步：修改数据源配置与同步任务配置

设置 spec.tlsClientSecretNames 选项后，TiDB Operator 会将 Secret 对象 secretname挂载到‘/var/lib/source−tls/{secret_name} 挂载到 `/var/lib/source-tls/{secret_name}` 路径。

  1. 填写数据源配置 source1.yaml 的 from.security 选项：

    source-id: mysql-replica-01
relay-dir: /var/lib/dm-worker/relay
from:
  host: ${mysql_host1}
  user: dm
  password: ""
  port: 3306
  security:
    ssl-ca: /var/lib/source-tls/${mysql_secret_name1}/ca.crt
    ssl-cert: /var/lib/source-tls/${mysql_secret_name1}/tls.crt
    ssl-key: /var/lib/source-tls/${mysql_secret_name1}/tls.key

  2. 填写同步任务配置 task.yaml 的 target-database.security 选项：

    name: test
task-mode: all
is-sharding: false

target-database:
  host: ${tidb_host}
  port: 4000
  user: "root"
  password: ""
  security:
    ssl-ca: /var/lib/source-tls/${tidb_secret_name}/ca.crt
    ssl-cert: /var/lib/source-tls/${tidb_secret_name}/tls.crt
    ssl-key: /var/lib/source-tls/${tidb_secret_name}/tls.key

mysql-instances:
- source-id: "replica-01"
  loader-config-name: "global"

loaders:
  global:
    dir: "/var/lib/dm-worker/dumped_data"

第四步：启动同步任务

参考启动同步任务。

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