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为 TiDB 组件间开启 TLS

本文主要描述了在 Kubernetes 上如何为 TiDB 集群组件间开启 TLS。TiDB Operator 从 v1.1 开始已经支持为 Kubernetes 上 TiDB 集群组件间开启 TLS。开启步骤为：

  1. 为即将被创建的 TiDB 集群的每个组件生成证书：

    • 为 PD/TiKV/TiDB/Pump/Drainer/TiFlash/TiKV Importer/TiDB Lightning 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}-cluster-client-secret

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

  3. 配置 pd-ctl，tikv-ctl 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 TiDB 集群颁发证书，这两种方式分别为：

  • 使用 cfssl 系统颁发证书；
  • 使用 cert-manager 系统颁发证书；

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 TiDB 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 TiDB 集群的组件生成一套 Server 端证书。

    • PD Server 端证书

      首先生成默认的 pd-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > pd-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

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

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

      最后生成 PD Server 端证书：

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

    • TiKV Server 端证书

      首先生成默认的 tikv-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > tikv-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

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

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

      最后生成 TiKV Server 端证书：

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

    • TiDB Server 端证书

      首先生成默认的 tidb-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > tidb-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

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

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

      最后生成 TiDB Server 端证书：

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

    • Pump Server 端证书

      首先生成默认的 pump-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > pump-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

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

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

      最后生成 Pump Server 端证书：

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

    • Drainer Server 端证书

      首先生成默认的 drainer-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > drainer-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

      ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "::1",
      "<hosts 列表请参考下面描述>"
    ],
...

      现在 Drainer 组件是通过 Helm 来部署的，根据 values.yaml 文件配置方式不同，所需要填写的 hosts 字段也不相同。

      如果部署的时候设置 drainerName 属性，像下面这样：

      ...
# Change the name of the statefulset and pod
# The default is clusterName-ReleaseName-drainer
# Do not change the name of an existing running drainer: this is unsupported.
drainerName: my-drainer
...

      那么就这样配置 hosts 属性：

      ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "::1",
      "*.${drainer_name}",
      "*.${drainer_name}.${namespace}",
      "*.${drainer_name}.${namespace}.svc"
    ],
...

      如果部署的时候没有设置 drainerName 属性，需要这样配置 hosts 属性：

      ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "::1",
      "*.${cluster_name}-${release_name}-drainer",
      "*.${cluster_name}-${release_name}-drainer.${namespace}",
      "*.${cluster_name}-${release_name}-drainer.${namespace}.svc"
    ],
...

      其中 ${cluster_name} 为集群的名字，${namespace} 为 TiDB 集群部署的命名空间，${release_name} 是 helm install 时候填写的 release name，${drainer_name} 为 values.yaml 文件里的 drainerName，用户也可以添加自定义 hosts。

      最后生成 Drainer Server 端证书：

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

    • TiCDC Server 端证书

      首先生成默认的 ticdc-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > ticdc-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN，hosts 属性：

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

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

      最后生成 TiCDC Server 端证书：

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

    • TiFlash Server 端证书

      首先生成默认的 tiflash-server.json 文件：

      cfssl print-defaults csr > tiflash-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN、hosts 属性：

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

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

      最后生成 TiFlash Server 端证书：

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

    • TiKV Importer Server 端证书

      如需要使用 TiDB Lightning 恢复 Kubernetes 上的集群数据，则需要为其中的 TiKV Importer 组件生成如下的 Server 端证书。

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

      cfssl print-defaults csr > importer-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN、hosts 属性：

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

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

      最后生成 TiKV Importer Server 端证书：

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

    • TiDB Lightning Server 端证书

      如需要使用 TiDB Lightning 恢复 Kubernetes 上的集群数据，则需要为其中的 TiDB Lightning 组件生成如下的 Server 端证书。

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

      cfssl print-defaults csr > lightning-server.json

      然后编辑这个文件，修改 CN、hosts 属性：

      ...
    "CN": "TiDB",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "::1",
      "${cluster_name}-lightning",
      "${cluster_name}-lightning.${namespace}",
      "${cluster_name}-lightning.${namespace}.svc"
    ],
...

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

      最后生成 TiDB Lightning Server 端证书：

      cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=internal lightning-server.json | cfssljson -bare lightning-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 TiDB 集群创建这些 Secret 对象：

    PD 集群证书 Secret：

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

    TiKV 集群证书 Secret：

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

    TiDB 集群证书 Secret：

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

    Pump 集群证书 Secret：

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

    Drainer 集群证书 Secret：

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

    TiCDC 集群证书 Secret：

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

    TiFlash 集群证书 Secret：

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

    TiKV Importer 集群证书 Secret：

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

    TiDB Lightning 集群证书 Secret：

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

    Client 证书 Secret：

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

    这里给 PD/TiKV/TiDB/Pump/Drainer 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 on Kubernetes。

  2. 创建一个 Issuer 用于给 TiDB 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 tidb-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}-tidb-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 Issuer 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 TiDB 组件间 TLS 证书的 Issuer。

    最后执行下面的命令进行创建：

    kubectl apply -f tidb-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。

    根据官网文档：Enable TLS Authentication，我们需要为每个组件创建一个 Server 端证书，并且为他们的 Client 创建一套公用的 Client 端证书。

    • PD 组件的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-pd
        • ${cluster_name}-pd.${namespace}
        • ${cluster_name}-pd.${namespace}.svc
        • ${cluster_name}-pd-pee
        • ${cluster_name}-pd-peer.${namespace}
        • ${cluster_name}-pd-peer.${namespace}.svc
        • *.${cluster_name}-pd-peer
        • *.${cluster_name}-pd-peer.${namespace}
        • *.${cluster_name}-pd-peer.${namespace}.svc

      • 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}-pd-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 PD 组件使用。

    • TiKV 组件的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-tikv
        • ${cluster_name}-tikv.${namespace}
        • ${cluster_name}-tikv.${namespace}.svc
        • ${cluster_name}-tikv-peer
        • ${cluster_name}-tikv-peer.${namespace}
        • ${cluster_name}-tikv-peer.${namespace}.svc
        • *.${cluster_name}-tikv-peer
        • *.${cluster_name}-tikv-peer.${namespace}
        • *.${cluster_name}-tikv-peer.${namespace}.svc

      • 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}-tikv-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 TiKV 组件使用。

    • TiDB 组件的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-tidb
        • ${cluster_name}-tidb.${namespace}
        • ${cluster_name}-tidb.${namespace}.svc
        • ${cluster_name}-tidb-peer
        • ${cluster_name}-tidb-peer.${namespace}
        • ${cluster_name}-tidb-peer.${namespace}.svc
        • *.${cluster_name}-tidb-peer
        • *.${cluster_name}-tidb-peer.${namespace}
        • *.${cluster_name}-tidb-peer.${namespace}.svc

      • 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}-tidb-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 TiDB 组件使用。

    • Pump 组件的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • *.${cluster_name}-pump
        • *.${cluster_name}-pump.${namespace}
        • *.${cluster_name}-pump.${namespace}.svc

      • 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}-pump-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 Pump 组件使用。

    • Drainer 组件的 Server 端证书。

      现在 Drainer 组件是通过 Helm 来部署的，根据 values.yaml 文件配置方式不同，所需要填写的 dnsNames 字段也不相同。

      如果部署的时候设置 drainerName 属性，像下面这样：

      ...
# Change the name of the statefulset and pod
# The default is clusterName-ReleaseName-drainer
# Do not change the name of an existing running drainer: this is unsupported.
drainerName: my-drainer
...

      那么就需要这样配置证书：

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

      如果部署的时候没有设置 drainerName 属性，需要这样配置 dnsNames 属性：

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

      其中 ${cluster_name} 为集群的名字，${namespace} 为 TiDB 集群部署的命名空间，${release_name} 是 helm install 时候填写的 release name，${drainer_name} 为 values.yaml 文件里的 drainerName，用户也可以添加自定义 dnsNames。

      • spec.secretName 请设置为 ${cluster_name}-drainer-cluster-secret；

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 请参考上面的描述；

      • 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}-drainer-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 Drainer 组件使用。

    • TiCDC 组件的 Server 端证书。

      TiCDC 从 v4.0.3 版本开始支持 TLS，TiDB Operator v1.1.3 版本同步支持 TiCDC 开启 TLS 功能。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-ticdc
        • ${cluster_name}-ticdc.${namespace}
        • ${cluster_name}-ticdc.${namespace}.svc
        • ${cluster_name}-ticdc-peer
        • ${cluster_name}-ticdc-peer.${namespace}
        • ${cluster_name}-ticdc-peer.${namespace}.svc
        • *.${cluster_name}-ticdc-peer
        • *.${cluster_name}-ticdc-peer.${namespace}
        • *.${cluster_name}-ticdc-peer.${namespace}.svc

      • 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}-ticdc-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 TiCDC 组件使用。

    • TiFlash 组件的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-tiflash
        • ${cluster_name}-tiflash.${namespace}
        • ${cluster_name}-tiflash.${namespace}.svc
        • ${cluster_name}-tiflash-peer
        • ${cluster_name}-tiflash-peer.${namespace}
        • ${cluster_name}-tiflash-peer.${namespace}.svc
        • *.${cluster_name}-tiflash-peer
        • *.${cluster_name}-tiflash-peer.${namespace}
        • *.${cluster_name}-tiflash-peer.${namespace}.svc

      • 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}-tiflash-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 TiFlash 组件使用。

    • TiKV Importer 组件的 Server 端证书。

      如需要使用 TiDB Lightning 恢复 Kubernetes 上的集群数据，则需要为其中的 TiKV Importer 组件生成如下的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-importer
        • ${cluster_name}-importer.${namespace}
        • ${cluster_name}-importer.${namespace}.svc

      • 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}-importer-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 TiKV Importer 组件使用。

    • TiDB Lightning 组件的 Server 端证书。

      如需要使用 TiDB Lightning 恢复 Kubernetes 上的集群数据，则需要为其中的 TiDB Lightning 组件生成如下的 Server 端证书。

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

      • usages 请添加上 server auth 和 client auth；

      • dnsNames 需要填写这些 DNS，根据需要可以填写其他 DNS：

        • ${cluster_name}-lightning
        • ${cluster_name}-lightning.${namespace}
        • ${cluster_name}-lightning.${namespace}.svc

      • 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}-lightning-cluster-secret 的 Secret 对象供 TiDB 集群的 TiDB Lightning 组件使用。

    • 一套 TiDB 集群组件的 Client 端证书。

      apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: ${cluster_name}-cluster-client-secret
  namespace: ${namespace}
spec:
  secretName: ${cluster_name}-cluster-client-secret
  duration: 8760h # 365d
  renewBefore: 360h # 15d
  subject:
    organizations:
    - PingCAP
  commonName: "TiDB"
  usages:
    - client auth
  issuerRef:
    name: ${cluster_name}-tidb-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}-cluster-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 TiDB 组件的 Client 使用。

第二步：部署 TiDB 集群

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

在这一步中，需要完成以下操作：

  • 创建一套 TiDB 集群
  • 为 TiDB 组件间开启 TLS，并开启 CN 验证
  • 部署一套监控系统
  • 部署 Pump 组件，并开启 CN 验证

  1. 创建一套 TiDB 集群（监控系统和 Pump 组件已包含在内）：

    创建 tidb-cluster.yaml 文件：

    apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: TidbCluster
metadata:
 name: ${cluster_name}
 namespace: ${namespace}
spec:
 tlsCluster:
   enabled: true
 version: v7.5.0
 timezone: UTC
 pvReclaimPolicy: Retain
 pd:
   baseImage: pingcap/pd
   maxFailoverCount: 0
   replicas: 1
   requests:
     storage: "10Gi"
   config:
     security:
       cert-allowed-cn:
         - TiDB
 tikv:
   baseImage: pingcap/tikv
   maxFailoverCount: 0
   replicas: 1
   requests:
     storage: "100Gi"
   config:
     security:
       cert-allowed-cn:
         - TiDB
 tidb:
   baseImage: pingcap/tidb
   maxFailoverCount: 0
   replicas: 1
   service:
     type: ClusterIP
   config:
     security:
       cluster-verify-cn:
         - TiDB
 pump:
   baseImage: pingcap/tidb-binlog
   replicas: 1
   requests:
     storage: "100Gi"
   config:
     security:
       cert-allowed-cn:
         - TiDB
---
apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: TidbMonitor
metadata:
 name: ${cluster_name}
 namespace: ${namespace}
spec:
 clusters:
 - name: ${cluster_name}
 prometheus:
   baseImage: prom/prometheus
   version: v2.27.1
 grafana:
   baseImage: grafana/grafana
   version: 7.5.11
 initializer:
   baseImage: pingcap/tidb-monitor-initializer
   version: v7.5.0
 reloader:
   baseImage: pingcap/tidb-monitor-reloader
   version: v1.0.1
  prometheusReloader:
   baseImage: quay.io/prometheus-operator/prometheus-config-reloader
   version: v0.49.0
 imagePullPolicy: IfNotPresent

    然后使用 kubectl apply -f tidb-cluster.yaml 来创建 TiDB 集群。

  2. 创建 Drainer 组件并开启 TLS 以及 CN 验证。

    • 第一种方式：创建 Drainer 的时候设置 drainerName：

      编辑 values.yaml 文件，设置好 drainer-name，并将 TLS 功能打开：

      ...
drainerName: ${drainer_name}
tlsCluster:
  enabled: true
  certAllowedCN:
    - TiDB
...

      然后部署 Drainer 集群：

      helm install ${release_name} pingcap/tidb-drainer --namespace=${namespace} --version=${helm_version} -f values.yaml

    • 第二种方式：创建 Drainer 的时候不设置 drainerName：

      编辑 values.yaml 文件，将 TLS 功能打开：

      ...
tlsCluster:
  enabled: true
  certAllowedCN:
    - TiDB
...

      然后部署 Drainer 集群：

      helm install ${release_name} pingcap/tidb-drainer --namespace=${namespace} --version=${helm_version} -f values.yaml

  3. 创建 Backup/Restore 资源对象。

    • 创建 backup.yaml 文件：

      apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Backup
metadata:
  name: ${cluster_name}-backup
  namespace: ${namespace}
spec:
  backupType: full
  br:
    cluster: ${cluster_name}
    clusterNamespace: ${namespace}
    sendCredToTikv: true
  s3:
    provider: aws
    region: ${my_region}
    secretName: ${s3_secret}
    bucket: ${my_bucket}
    prefix: ${my_folder}

      然后部署 Backup：

      kubectl apply -f backup.yaml

    • 创建 restore.yaml 文件：

      apiVersion: pingcap.com/v1alpha1
kind: Restore
metadata:
  name: ${cluster_name}-restore
  namespace: ${namespace}
spec:
  backupType: full
  br:
    cluster: ${cluster_name}
    clusterNamespace: ${namespace}
    sendCredToTikv: true
  s3:
    provider: aws
    region: ${my_region}
    secretName: ${s3_secret}
    bucket: ${my_bucket}
    prefix: ${my_folder}

      然后部署 Restore：

      kubectl apply -f restore.yaml

第三步：配置 pd-ctl、tikv-ctl 连接集群

  1. 挂载证书。

    通过下面命令配置 spec.pd.mountClusterClientSecret: true 和 spec.tikv.mountClusterClientSecret: true：

    kubectl patch tc ${cluster_name} -n ${namespace} --type merge -p '{"spec":{"pd":{"mountClusterClientSecret": true},"tikv":{"mountClusterClientSecret": true}}}'

  2. 使用 pd-ctl 连接集群。

    进入 PD Pod：

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

    使用 pd-ctl：

    cd /var/lib/cluster-client-tls
/pd-ctl --cacert=ca.crt --cert=tls.crt --key=tls.key -u https://127.0.0.1:2379 member

  3. 使用 tikv-ctl 连接集群。

    进入 TiKV Pod：

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

    使用 tikv-ctl：

    cd /var/lib/cluster-client-tls
/tikv-ctl --ca-path=ca.crt --cert-path=tls.crt --key-path=tls.key --host 127.0.0.1:20160 cluster

将非 TLS 集群升级为 TLS 集群

本节介绍如何为现有的非 TLS TiDB 集群启用 TLS 加密通信。

  1. 如果集群包含多个 PD 节点，需要先将 PD 节点数量缩减为 1 个。

  2. 参考第一步：为 TiDB 集群各个组件生成证书生成 TLS 证书，并创建 Kubernetes Secret 对象。

  3. 启用 TLS：

    你可以选择以下两种方法之一启用 TLS：

    • 方法 1：执行以下命令更新 TiDB 集群配置，等待 PD Pod 完成重启后继续下一步。

      kubectl patch tc ${cluster_name} -n ${namespace} --type merge -p '{
  "spec": {
    "tlsCluster": {
      "enabled": true
    }
  }
}'

      输出示例：

      tidbcluster.pingcap.com/basic patched

    • 方法 2：参考第二步：部署 TiDB 集群启用 TLS，同时设置 cert-allowed-cn 配置项（TiDB 为 cluster-verify-cn），用于验证集群间各组件证书的 CN (Common Name)。

  4. 配置 PD 节点：

    1. 使用 kubectl exec 进入 PD Pod 并安装 etcdctl。详细安装步骤可参考 etcdctl 安装指南。安装完成后，etcdctl 位于解压后的文件夹目录下。

    2. 查看 etcd 成员信息，此时 peerURLs 使用 HTTP 协议：

      ./etcdctl --endpoints https://127.0.0.1:2379 --cert /var/lib/pd-tls/tls.crt --key /var/lib/pd-tls/tls.key --cacert /var/lib/pd-tls/ca.crt member list

      输出示例：

      # memberID        status   name        peerURLs                                          clientURL                                          isLearner
e94cfb12fa384e23, started, basic-pd-0, http://basic-pd-0.basic-pd-peer.pingcap.svc:2380, https://basic-pd-0.basic-pd-peer.pingcap.svc:2379, false

      记录以下信息用于下一步操作：

      • memberID：示例中为 e94cfb12fa384e23。
      • peerURLs：示例中为 http://basic-pd-0.basic-pd-peer.pingcap.svc:2380。

    3. 将 etcd member 的 peerURLs 从 HTTP 更新为 HTTPS 协议：

      ./etcdctl --endpoints https://127.0.0.1:2379 --cert /var/lib/pd-tls/tls.crt --key /var/lib/pd-tls/tls.key --cacert /var/lib/pd-tls/ca.crt member update e94cfb12fa384e23 --peer-urls="https://basic-pd-0.basic-pd-peer.pingcap.svc:2380"

      输出示例：

      Member e94cfb12fa384e23 updated in cluster 32ab5936d81ad54c

    4. 查看更新后的 peerURLs，确保已更新为 HTTPS 协议：

      ./etcdctl --endpoints https://127.0.0.1:2379 --cert /var/lib/pd-tls/tls.crt --key /var/lib/pd-tls/tls.key --cacert /var/lib/pd-tls/ca.crt member list

      输出示例：

      e94cfb12fa384e23, started, basic-pd-0, https://basic-pd-0.basic-pd-peer.pingcap.svc:2380, https://basic-pd-0.basic-pd-peer.pingcap.svc:2379, false

  5. 如果之前进行了 PD 节点缩容，请将其扩容为原有数量。

  6. 等待 TiDB 集群中的所有 Pod 完成重启。

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