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4. 权限控制列表 ACL

Consul 使用权限控制列表(Access Control List, ACL)实现 UI、API、CLI、服务和 agent 交流的安全性。交流和 RPC 的详细内容参见该教程。要为你的集群实现安全性请先配置 ACL。

ACL 的核心思想是，通过将规则归类为策略(policy)，然后通过 token 来分配一条或多条策略。

本节要求 Consul 1.4 以上版本，建议阅读 ACL 系统文档。老版本请看老的 ACL 文档。

启用 ACL 系统需要多个步骤，我们将介绍几个必要的步骤。

  1. 为所有 server 启用 ACL

  2. 创建初始化 token

  3. 创建 agent 策略

  4. 创建 agent token

  5. 将新 token 应用到各 server

  6. 为 client 启用 ACL 并应用 agent token

文末还有一些辅助和可选的步骤。

第1步：为所有 Consul Server 启用 ACL

首先要在配置文件中启用 ACL。如下，我们设置默认策略是“deny”，表示我们运行在白名单模式；而下行政策是“extend-cache”，表示我们将在中断期间忽略 TTL。

{
  "acl": {
    "enabled": true,
    "default_policy": "deny",
    "down_policy": "extend-cache"
  }
}

请重启 server 以应用新的配置。请一次只重启一台，成功之后再重启其他的。

如果 ACL 启用成功，我们将在 leader 的日志里看到下面的警告：

2018/12/12 01:36:40 [INFO] acl: Created the anonymous token
2018/12/12 01:36:40 [INFO] consul: ACL bootstrap enabled
2018/12/12 01:36:41 [INFO] agent: Synced node info
2018/12/12 01:36:58 [WARN] agent: Coordinate update blocked by ACLs
2018/12/12 01:37:40 [INFO] acl: initializing acls
2018/12/12 01:37:40 [INFO] consul: Created ACL 'global-management' policy

如果没有看到 ACL bootstrap enabled、created the anonymous token 和创建 global-management 的消息，说明 ACL 没有被正确启用。

注意，我们现在启用了 ACL，需要一个 token 才能进行操作。我们在创建 master token 之前是无法做任何事情的。简单起见，接下来我们将一直使用这个 master token。

第2步：创建引导 Token

当 ACL 启动后我们就可以创建第一个 bootstrap token，这是一个有无限权限的管理 token。它会被加入状态存储中，并共享到所有相关 server 上。

$ consul acl bootstrap
AccessorID: edcaacda-b6d0-1954-5939-b5aceaca7c9a
SecretID: 4411f091-a4c9-48e6-0884-1fcb092da1c8
Description: Bootstrap Token (Global Management)
Local: false
Create Time: 2018-12-06 18:03:23.742699239 +0000 UTC
Policies:
00000000-0000-0000-0000-000000000001 - global-management

执行命令的机器上可以看到如下日志：

2018/12/11 15:30:23 [INFO] consul.acl: ACL bootstrap completed
2018/12/11 15:30:23 [DEBUG] http: Request PUT /v1/acl/bootstrap (2.347965ms) from=127.0.0.1:40566

由于 ACL 已经启用，我们需要用它来完成别的操作。比如在获取成员列表时也要传递该 token：

$ consul members -token "4411f091-a4c9-48e6-0884-1fcb092da1c8"
Node  Address            Status  Type    Build  Protocol  DC  Segment
fox   172.20.20.10:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>
bear  172.20.20.11:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>
wolf  172.20.20.12:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>

除了可以在参数中传递，还可以设置环境变量：

$ export CONSUL_HTTP_TOKEN=4411f091-a4c9-48e6-0884-1fcb092da1c8

该 bootstrap token 也可以写到 server 配置文件的 master token 字段。

注意，bootstrap token 只能创建一个，在创建 master token 之后该 token 就会被禁用。当 ACL 成功引导并启动后，可以通过 ACL API 来管理这些 token。

第3步：创建 Agent Token 策略

在创建 token 之前，我们需要创建它的策略。一条策略(policy)是一系列规则(rule)的集合，可以指定细粒度的权限。参见 ACL 规则定义文档获取更多信息。

agent-policy.hcl
node_prefix "" {
   policy = "write"
}
service_prefix "" {
   policy = "read"
}

该策略允许所有节点可被注册和访问，允许所有服务可读。注意，不建议在生产中使用这个简单策略。最佳实践是对集群中每个节点配置精确的策略和 token。

只需要创建一条策略就可以应用到所有 server 上。如果你没有设置 CONSUL_HTTP_TOKEN 变量，请参考上文配置成 bootstrap token。

$ consul acl policy create  -name "agent-token" -description "Agent Token Policy" -rules @agent-policy.hcl
ID:           5102b76c-6058-9fe7-82a4-315c353eb7f7
Name:         agent-policy
Description:  Agent Token Policy
Datacenters:
Rules:
node_prefix "" {
   policy = "write"
}

service_prefix "" {
   policy = "read"
}

返回的是我们新创建的策略，可以用于接下来要创建的 agent token 了。

第4步：创建 Agent Token

用刚创建的策略可以创建 agent token 了，我们可以在任一 server 上执行该操作。本文中，所有 agent 共享同一个 token。注意，SecretID 才是用于验证 API 和 CLI 命令的 token，而不是上面那个。

$ consul acl token create -description "Agent Token" -policy-name "agent-token"
AccessorID:   499ab022-27f2-acb8-4e05-5a01fff3b1d1
SecretID:     da666809-98ca-0e94-a99c-893c4bf5f9eb
Description:  Agent Token
Local:        false
Create Time:  2018-10-19 14:23:40.816899 -0400 EDT
Policies:
   fcd68580-c566-2bd2-891f-336eadc02357 - agent-token

第5步：将 Agent Token 加到其他 Server

配置 server 的最后一步，就是通过配置文件把该 token 分配到各 Consul server 上，然后重启：

acl.json
{
  "primary_datacenter": "dc1",
  "acl": {
    "enabled": true,
    "default_policy": "deny",
    "down_policy": "extend-cache",
    "tokens": {
      "agent": "da666809-98ca-0e94-a99c-893c4bf5f9eb"
    }
  }
}

这里可以看到不再有警告日志了，而是会显示出节点正在同步：

2018/12/11 15:34:20 [DEBUG] agent: Node info in sync

请务必在配置 client 之前确保各 server 配置正确。如有问题而不解决，只会导致无谓重复的工作和更多的问题。

确保 ACL 系统配置正常

在配置 client 之前先要检查一下 server 的健康状态，看 leader 的编目即可：

curl http://127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes -H 'x-consul-token: 4411f091-a4c9-48e6-0884-1fcb092da1c8'
[
    {
        "Address": "172.20.20.10",
        "CreateIndex": 7,
        "Datacenter": "kc",
        "ID": "881cfb69-2bcd-c2a9-d87c-cb79fc454df9",
        "Meta": {
            "consul-network-segment": ""
        },
        "ModifyIndex": 10,
        "Node": "fox",
        "TaggedAddresses": {
            "lan": "172.20.20.10",
            "wan": "172.20.20.10"
        }
    }
]

所有字段必须如期望所示。尤其要注意，如果 TaggedAddresses 是 null 的话就表明 ACL 配的绝对有问题。请看看各 server 的 Consul 日志来查明发生了什么问题吧。

第6步：为所有 Consul Client 启用 ACL

因为 ACL 措施也会影响 Consul client，我们也要写上配置文件并重启这些 client 以启用 ACL。我们可以使用与 server 相同的 ACL agent token。之所以能这么用，是因为我们没有指定节点或服务的前缀。

acl.json
{
  "acl": {
    "enabled": true,
    "default_policy": "deny",
    "down_policy": "extend-cache",
    "tokens": {
      "agent": "da666809-98ca-0e94-a99c-893c4bf5f9eb"
    }
  }
}

然后再次通过 /catalog 检查这些 agent 是否已正确配置。

可选的 ACL 配置

现在我们可以为 CLI、UI 和 所有节点都配置一个指定的 token 了。下面是一些可选的配置步骤，你也可以创建更多适合你环境的策略。

配置匿名 Token (可选)

当执行 consul acl bootstrap 时实际上是创建了一个匿名 token，如果没有指定 token 就会用这个。本节我们会用新创建的策略更新已有的 token。

ACL agent 启动后，并没有设置任何策略，甚至 consul members 这种指令都会被默认的“deny”拒绝掉。

$ consul members

我们不会看到错误，因为 ACL 已经过滤掉了所有输出。

如果指定一个 token 的话，就会看到所有节点列表，因为它有对于空 node 前缀的写权限，也就是拥有访问所有节点的权限：

$ CONSUL_HTTP_TOKEN=4411f091-a4c9-48e6-0884-1fcb092da1c8 consul members
Node  Address            Status  Type    Build  Protocol  DC  Segment
fox   172.20.20.10:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>
bear  172.20.20.11:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>
wolf  172.20.20.12:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>

我们希望不用 token 就能在多数环境下看到所有节点。我们可以配置一个 Consul 策略，该策略可以在不用 token 的时候以匿名 token 的身份去访问节点列表。它和别的 ACL token 其实是一样的，只是 ID 为 anonymous 而已。这里的例子给匿名 token 以所有节点的读取权限：

$ consul acl policy create -name 'list-all-nodes' -rules 'node_prefix "" { policy = "read" }'
ID:           e96d0a33-28b4-d0dd-9b3f-08301700ac72
Name:         list-all-nodes
Description:
Datacenters:
Rules:
node_prefix "" { policy = "read" }

$ consul acl token update -id 00000000-0000-0000-0000-000000000002 -policy-name list-all-nodes -description "Anonymous Token - Can List Nodes"
Token updated successfully.
AccessorID:   00000000-0000-0000-0000-000000000002
SecretID:     anonymous
Description:  Anonymous Token - Can List Nodes
Local:        false
Create Time:  0001-01-01 00:00:00 +0000 UTC
Hash:         ee4638968d9061647ac8c3c99e9d37bfdd2af4d1eaa07a7b5f80af0389460948
Create Index: 5
Modify Index: 38
Policies:
   e96d0a33-28b4-d0dd-9b3f-08301700ac72 - list-all-nodes

不指定 token 时，匿名 token 会被隐式地使用。所以直接运行 consul members 就可以获取节点列表了：

$ consul members
Node  Address            Status  Type    Build  Protocol  DC Segment
fox   172.20.20.10:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>
bear  172.20.20.11:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>
wolf  172.20.20.12:8301  alive   server  1.4.0  2         kc  <all>

匿名 token 也可以用于 DNS 查询，因为 DNS 查询并没有传递 token 的地方。我们可以试一下：

$ dig @127.0.0.1 -p 8600 consul.service.consul

; <<>> DiG 9.8.3-P1 <<>> @127.0.0.1 -p 8600 consul.service.consul
; (1 server found)
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NXDOMAIN, id: 9648
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 0, AUTHORITY: 1, ADDITIONAL: 0
;; WARNING: recursion requested but not available

;; QUESTION SECTION:
;consul.service.consul.         IN      A

;; AUTHORITY SECTION:
consul.                 0       IN      SOA     ns.consul. postmaster.consul. 1499584110 3600 600 86400 0

出现了 NXDOMAIN 错误，因为该匿名 token 并没有访问“consul”服务的权限。来更新一下匿名 token 的策略吧：

$ consul acl policy create -name 'service-consul-read' -rules 'service "consul" { policy = "read" }'
ID:           3c93f536-5748-2163-bb66-088d517273ba
Name:         service-consul-read
Description:
Datacenters:
Rules:
service "consul" { policy = "read" }

$ consul acl token update -id 00000000-0000-0000-0000-000000000002 --merge-policies -description "Anonymous Token - Can List Nodes" -policy-name service-consul-read
Token updated successfully.
AccessorID:   00000000-0000-0000-0000-000000000002
SecretID:     anonymous
Description:  Anonymous Token - Can List Nodes
Local:        false
Create Time:  0001-01-01 00:00:00 +0000 UTC
Hash:         2c641c4f73158ef6d62f6467c68d751fccd4db9df99b235373e25934f9bbd939
Create Index: 5
Modify Index: 43
Policies:
   e96d0a33-28b4-d0dd-9b3f-08301700ac72 - list-all-nodes
   3c93f536-5748-2163-bb66-088d517273ba - service-consul-read

应用新的策略之后就可以通过 DNS 查询了：

$ dig @127.0.0.1 -p 8600 consul.service.consul

; <<>> DiG 9.8.3-P1 <<>> @127.0.0.1 -p 8600 consul.service.consul
; (1 server found)
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 46006
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 0
;; WARNING: recursion requested but not available

;; QUESTION SECTION:
;consul.service.consul.         IN      A

;; ANSWER SECTION:
consul.service.consul.  0       IN      A       127.0.0.1

下一节讲述了如何修改匿名 token 的办法。

指定 Agent 的默认 Token (可选)

可以在配置文件中 acl.tokens.default 写上这个匿名 token。当请求指向特定的 Consul agent 时将会使用该默认 token，而不会直接为空地去请求了。

这个很像匿名 token，但其实完全不一样。比如，它允许对 agent 进行更细粒度的控制，甚至对于指定前缀的 KV 存储限制读写权限。

当然，在我们的例子里使用的 acl.tokens.default 其实和匿名 token 确实是比较像的（因为是同一个值）。

创建用于 UI 的 Token (可选)

可以用 ACL 来限制 Consul UI 的权限。上面的一顿操作之后，你的 UI 就会用匿名 ACL token 并导致大部分功能不可用。我们推荐使用一个专门用于 UL 的 ACL token，可以保存在浏览器会话里来实现认证。

首先创建一个新策略：

$ consul acl policy create -name "ui-policy" \
                           -description "Necessary permissions for UI functionality" \
                           -rules 'key "" { policy = "write" } node "" { policy = "read" } service "" { policy = "read" }'

ID:           9cb99b2b-3c20-81d4-a7c0-9ffdc2fbf08a
Name:         ui-policy
Description:  Necessary permissions for UI functionality
Datacenters:
Rules:
key "" { policy = "write" } node "" { policy = "read" } service "" { policy = "read" }

随之创建一个 token：

$ consul acl token create -description "UI Token" -policy-name "ui-policy"

AccessorID:   56e605cf-a6f9-5f9d-5c08-a0e1323cf016
SecretID:     117842b6-6208-446a-0d1e-daf93854857d
Description:  UI Token
Local:        false
Create Time:  2018-10-19 14:55:44.254063 -0400 EDT
Policies:
   9cb99b2b-3c20-81d4-a7c0-9ffdc2fbf08a - ui-policy

可以在 “Setting” 页面写上这个 token 以访问（相当于登录）。

于是我们就拥有了一个全功能可以对 KV 读写的 UI。

总结

ACL API 可以用于创建应用级别的 token，可以精确到节点，也可以按角色分类。参考 ACL 规则获取更多细节。

安全须知

本节的配置允许我们默认看到所有节点，而受限的只能发现“consul”服务。如果你的环境有更严格的安全需求，请参考以下建议：

  1. 本文是用配置文件添加 token 的，这说明这个 token 存在了本地磁盘上。处于安全考虑，token 可以通过 Consul CLI 添加。当然，这会使得管理变得更麻烦了。

  2. 建议每个节点对 node 的写权限仅限于它自己，service 读权限则只赋予给指定前缀的服务。

  3. Anti-entropy 同步需要 ACL agent token 有对所有要注册服务的 service:write 权限。建议为每个分别的服务提供不同的 token，以通过 API 进行注册；或者在配置文件中更改。注意 service:write 权限需要假定服务的身份，以使得 Consul Connect 的 intention 只在对每个服务实例无法赋予 service:write 权限时的强制措施。更多信息参考 Connect 安全文档。

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