article/spark/spark kerberos认证与 YARN 的代理机制.md

spark kerberos认证与 YARN 的代理机制

在 Spark 中，自行实现 Kerberos 认证与依赖YARN 的代理认证机制存在本质区别，尤其当 YARN 本身已启用 Kerberos 时，需要明确两者的协作方式。以下是详细说明：

一、Spark 自行认证 vs YARN 代理认证的核心区别

维度	Spark 自行实现认证	YARN 代理认证机制
认证主体	直接使用 Spark 应用的 Kerberos Principal（如 spark@EXAMPLE.COM）	YARN 作为代理，使用 YARN 的 Principal 替 Spark 完成认证
凭证管理	由 Spark 应用手动加载 Keytab 并定期刷新 TGT（如通过定时任务）	YARN 自动为 Spark 分配临时凭证（Delegation Token），并管理生命周期
适用场景	- 长期运行的应用（如 Streaming） - 非 YARN 模式（Standalone/K8s） - 需要细粒度控制认证逻辑	- 短期批处理作业 - YARN 集群模式 - 依赖 YARN 统一管理凭证
配置方式	代码中手动调用 UserGroupInformation.loginUserFromKeytab()，需指定 Keytab 路径	通过 --keytab 和 --principal 提交参数，依赖 YARN 自动处理
凭证分发范围	需确保 Keytab 能被 Driver 和 Executor 访问（如通过 --files 分发）	YARN 自动将临时凭证分发到所有容器（Container），无需显式处理

二、当 YARN 已启用 Kerberos 时的处理方式

若 YARN 集群本身启用了 Kerberos 认证（即访问 YARN 资源管理器需要 Kerberos 凭证），Spark 应用需要同时处理两层认证：

1. Spark 与 YARN 的认证：证明 Spark 有权限提交作业到 YARN。
2. Spark 与其他服务的认证：证明 Spark 有权限访问 HDFS、Hive、Kafka 等服务。

此时需结合两种认证方式，具体配置如下：

1. 提交作业时的基础配置

必须通过 --keytab 和 --principal 告知 YARN 应用的身份，确保 Spark 能成功提交到 YARN 并获取资源：

spark-submit \
  --master yarn \
  --deploy-mode cluster \
  --keytab /path/to/spark.keytab \          # Spark 应用的 Keytab
  --principal spark@EXAMPLE.COM \           # Spark 应用的 Principal
  --files /path/to/hive-site.xml \          # 可选：分发 Hive 配置
  --class com.example.SparkApp \
  your-application.jar

核心作用：

• YARN 通过 --keytab 和 --principal 验证 Spark 提交者的身份，允许作业提交。
• YARN 会自动为 Spark 申请访问 HDFS、Hive 等服务的临时凭证（Delegation Token），并分发给 Executor。

2. 长期运行应用的特殊处理

对于 Streaming 等长期运行的应用，YARN 自动分配的临时凭证可能过期（默认有效期较短，通常几小时），需结合自行认证逻辑刷新凭证：

​

import org.apache.hadoop.security.UserGroupInformation
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.sql.streaming.Trigger
import java.util.concurrent.{Executors, TimeUnit}
import org.slf4j.LoggerFactory

object SparkYARNKerberosApp {
  private val logger = LoggerFactory.getLogger(SparkYARNKerberosApp.getClass)
  
  // 从提交参数中获取 Principal（通过 --conf 传递）
  private def getPrincipal(spark: SparkSession): String = {
    spark.conf.get("spark.yarn.principal")
  }
  
  // 获取 YARN 分发的 Keytab 本地路径（通过 --files 分发）
  private def getKeytabPath(): String = {
    val keytabFileName = System.getenv("SPARK_KEYTAB_FILENAME")  // 从环境变量传入文件名
    new java.io.File(keytabFileName).getAbsolutePath
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 创建 SparkSession（已通过 --keytab 和 --principal 完成 YARN 认证）
    val spark = SparkSession.builder()
      .appName("Spark on YARN with Kerberos")
      .enableHiveSupport()
      .getOrCreate()
    
    // 2. 获取 YARN 传递的认证信息
    val principal = getPrincipal(spark)
    val keytabPath = getKeytabPath()
    logger.info(s"YARN 认证信息 - Principal: $principal, Keytab: $keytabPath")
    
    // 3. 启动长期任务的凭证刷新机制（处理 YARN 临时凭证过期问题）
    startCredentialRefresh(principal, keytabPath)
    
    // 4. 运行长期 Streaming 任务
    runStreamingJob(spark)
    
    spark.stop()
  }
  
  /**
   * 启动凭证刷新任务，同时兼容 YARN 代理凭证和手动认证
   */
  private def startCredentialRefresh(principal: String, keytabPath: String): Unit = {
    val scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()
    
    // 每 12 小时刷新一次（短于 YARN 临时凭证有效期）
    scheduler.scheduleAtFixedRate(() => {
      try {
        val currentUser = UserGroupInformation.getCurrentUser()
        
        // 优先使用 YARN 代理的凭证刷新
        if (currentUser.hasKerberosCredentials) {
          currentUser.checkTGTAndReloginFromKeytab()
          logger.info("通过 YARN 代理刷新凭证成功")
        } else {
          // YARN 凭证失效时，手动重新登录
          logger.warn("YARN 代理凭证失效，尝试手动登录")
          UserGroupInformation.loginUserFromKeytab(principal, keytabPath)
        }
      } catch {
        case e: Exception =>
          logger.error("凭证刷新失败，强制重新登录", e)
          UserGroupInformation.loginUserFromKeytab(principal, keytabPath)
      }
    }, 0, 12, TimeUnit.HOURS)
    
    // 应用退出时关闭线程池
    sys.addShutdownHook {
      scheduler.shutdown()
    }
  }
  
  /**
   * 示例：访问需要认证的服务（Hive/Kafka 等）
   */
  private def runStreamingJob(spark: SparkSession): Unit = {
    import spark.implicits._
    
    // 从 Hive 读取数据（依赖 YARN 分配的 Hive 凭证）
    val hiveDF = spark.sql("SELECT * FROM secure_db.secure_table")
    
    // 写入 HDFS（依赖 YARN 分配的 HDFS 凭证）
    val query = hiveDF.writeStream
      .outputMode("append")
      .format("parquet")
      .option("path", "hdfs:///user/spark/streaming/output")
      .trigger(Trigger.ProcessingTime("5 minutes"))
      .start()
    
    query.awaitAnyTermination()
  }
}

3. 关键配置说明

• YARN 代理凭证的局限性：YARN 分配的临时凭证（如 HDFS Delegation Token）有有效期（通常由 dfs.delegation.token.lifetime 控制，默认 7 天），长期运行的应用需主动刷新。
• 双重认证的协作：
  • 短期作业：仅依赖 YARN 代理认证即可（无需手动处理）。
  • 长期作业：需在代码中添加定时刷新逻辑，优先使用 YARN 代理凭证，失效时通过 Keytab 重新登录。
• 安全配置传递：确保 hive-site.xml、core-site.xml 等配置文件通过 --files 或 HADOOP_CONF_DIR 传递给 Spark，避免认证配置缺失。

三、常见问题与解决方案

1. YARN 提交失败：No valid credentials

   • 原因：未通过 --keytab 和 --principal 提供 Spark 应用的身份，或 Keytab 权限错误。
   • 解决：确保 Keytab 权限为 600，且 --principal 与 Keytab 中的主体一致。

2. 长期运行后 HDFS 访问失败：Token expired

   • 原因：YARN 分配的 HDFS 临时凭证过期，且未手动刷新。
   • 解决：在代码中添加定时刷新逻辑（如示例中的 startCredentialRefresh 方法）。

3. Executor 认证失败：Keytab not found

   • 原因：Keytab 未通过 --files 分发到 Executor，或路径硬编码导致无法访问。
   • 解决：通过 --files 分发 Keytab，代码中通过当前工作目录动态获取路径（如 new File(keytabFileName).getAbsolutePath）。

总结

• 短期作业：直接依赖 YARN 代理认证（--keytab + --principal），无需额外代码处理。
• 长期作业：需结合 YARN 代理认证和手动刷新逻辑，确保凭证不过期。
• 核心原则：YARN 负责 Spark 与集群资源的认证，Spark 自行处理与其他服务的长期认证，两者协作实现全链路安全访问。