金瓯无缺江河一统|Win10系统基于Docker和Python3搭建并维护统一认证系统OpenLdap

    OpenLdap(Lightweight Directory Access Protocol)是什么？它其实是一个开源的、具备工业标准特性的应用协议，可以使用TCP协议提供访问控制和维护分布式信息的目录信息。这是一个传统意义上的书面解释，是的，毫无疑问，你会一脸懵逼。好吧，让我们变得感性一点，假如我每天早上使用Twitter想听听懂王又吹了什么牛，登录Twitter账号密码，紧接着又想上Instagram看看女神又post了什么新靓照，好的，登录Instagram账号密码，摸了一上午的鱼之后，突然想起来要登录公司的邮箱，看看有没有新需求，是的，又需要那该死的账号和密码，甚至于查询社保、公积金提取、交罚款都需要各自系统的账号和密码。想象一下，如果有一套系统可以统一管理和维护所有下游应用的账号和权限，我们不需要花时间重复的注册新应用的账号，而只需要关注应用本身，从而实现账号集中认证管理，此时作为账号管理员的我们只须维护OpenLDAP 服务器条目即可，金瓯无缺江山一统，这就是openladp能够带给我们的好处。

    LDAP是非常典型的层级结构，信息模型是建立在属性条目（entries）的基础上。一个属性条目是一些属性的集合，并且具有一个全局唯一的"可区分名称"DN，一个条目可以通过DN来引用。每一个条目的属性具有一个类型和一个或者多个值。类型通常是容易记忆的名称，比如"cn"是通用名称（common name） ，或者"mail"是电子邮件地址。条目的值的语法取决于属性类型。比如，cn属性可能具有一个值"jack joe" 。一个mail属性可能包含"admin@v3u.cn" 。一个pngphoto属性可能包含一幅PNG（二进制）格式的图片。

    这里简单介绍一下openldap常用的层级关键字的解释：

    dc：Domain Component 域名的范围，其格式是将完整的域名分成几部分，如域名为v3u.cn则写成dc=v3u,dc=cn。

    uid：User Id 用户ID，比如自增长“1”。

    ou：Organization Unit 组织单位，类似于文件系统中的子目录，它是一个容器对象，组织单位可以包含其他各种对象（包括其他组织单元），如“newgroup”。
    cn：Common Name 公共名称，如“jack joe”。
    sn： Surname 姓，如“joe”。
    dn ：Distinguished Name 惟一辨别名，类似于文件系统中的绝对路径，每个对象都有一个惟一的名称，类似于mysql的全局唯一索引，如“uid= tom,ou=market,dc=example,dc=com”，记住在一个目录树中DN总是惟一的。

    理解了概念，让我们来实操一把，因为实践永远是检验真理的唯一标准，首先安装Docker，参照：win10系统下把玩折腾DockerToolBox以及更换国内镜像源(各种神坑)。

    随后拉取openldap镜像:

docker pull osixia/openldap:1.3.0

    这里我们使用1.3稳定版，拉取成功后查看本地镜像

docker images

    可以看到只有200mb左右，非常小巧：

liuyue:~ liuyue$ docker images
REPOSITORY                  TAG                   IMAGE ID            CREATED             SIZE
osixia/openldap             1.3.0                 faac9bb59f83        6 months ago        260MB

    启动容器：

docker run -p 389:389 --name myopenldap --network bridge --hostname openldap-host --env LDAP_ORGANISATION="v3u" --env LDAP_DOMAIN="v3u.cn" --env LDAP_ADMIN_PASSWORD="admin" --detach osixia/openldap:1.3.0

    这里我们通过端口映射将389端口作为链接桥梁，同时配置LDAP组织者：--env LDAP_ORGANISATION="v3u"，配置LDAP域：--env LDAP_DOMAIN="v3u.cn",配置LDAP密码：--env LDAP_ADMIN_PASSWORD="admin"，默认登录用户名：admin，并且开启后台守护进程。

    查看容器运行状态:

docker ps

    可以看到已经在后台启动了：

liuyue:~ liuyue$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                   COMMAND                 CREATED             STATUS              PORTS                           NAMES
b62d1f66c2b8        osixia/openldap:1.3.0   "/container/tool/run"   2 days ago          Up 2 days           0.0.0.0:389->389/tcp, 636/tcp   myopenldap
liuyue:~ liuyue$

    服务确认没问题之后，我们通过python来进行逻辑的编写，首先安装依赖

pip3 install ldap3

    随后编写测试脚本 test_ldap.py ,首先测试一下链接ldap服务器：

from ldap3 import Server, Connection, ALL,MODIFY_REPLACE

s = Server('localhost', get_info=ALL)  

c = Connection(s, user='cn=admin,dc=v3u,dc=cn', password='admin')
c.bind()

print(c.extend.standard.who_am_i())

    这里的localhost是docker容器的ip，同时使用账号admin登录，注意账号(cn)以及域(dc)不要写错，不出意外的话，系统会返回当前验证的用户信息：

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
dn:cn=admin,dc=v3u,dc=cn
liuyue:mytornado liuyue$

    初始状态下，LDAP是一个空目录，即没有任何数据。可通过程序代码向目录数据库中添加数据，也可使用ldap3库的ldapadd命令来完成添加数据的操作，该命令可将一个LDIF文件中的条目添加到目录：

    这里我们来添加一个OU，也就是组织（OrganizationalUnit）。

#添加组织
res = c.add('OU=v3u_users,dc=v3u,dc=cn', object_class='OrganizationalUnit')
print(res)
print(c.result)

    可以看到添加成功：

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
True
{'result': 0, 'description': 'success', 'dn': '', 'message': '', 'referrals': None, 'type': 'addResponse'}

    随后可以为该组织添加一个群组（group）:

# 添加群组
ldap_attr = {}
ldap_attr['objectClass'] = ['top', 'posixGroup']
ldap_attr['gidNumber'] = '1'

c.add('cn=mygroup,dc=v3u,dc=cn',attributes=ldap_attr)
print(c.result)

    返回:

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
{'result': 0, 'description': 'success', 'dn': '', 'message': '', 'referrals': None, 'type': 'addResponse'}
liuyue:mytornado liuyue$

    紧接着就是添加人员了：

#添加用户
ldap_attr = {}
ldap_attr['cn'] = "test user1"
ldap_attr['sn'] = "测试"
ldap_attr['userPassword'] = "1234"

user_dn = "cn=testuser1,cn=mygroup,dc=v3u,dc=cn"

c.add(dn=user_dn,object_class='inetOrgPerson',attributes=ldap_attr)
print(c.result)

    这里的cn可以理解为用户名，sn为姓，userPassword顾名思义就是该用户的密码，dn则是该用户在系统中的唯一标识，注意指定刚刚建立的群组mygroup，返回：

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
{'result': 0, 'description': 'success', 'dn': '', 'message': '', 'referrals': None, 'type': 'addResponse'}
liuyue:mytornado liuyue$

    此时，我们可以查询一下刚刚建立好的用户：

print(c.search("dc=v3u,dc=cn", '(&(cn=testuser1))', attributes=['*']))
print(c.entries)

    就可以看到用户的具体信息：

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
True
[DN: cn=testuser1,cn=mygroup,dc=v3u,dc=cn - STATUS: Read - READ TIME: 2020-11-23T17:58:08.569044
    cn: test user1
        testuser1
    objectClass: inetOrgPerson
    sn: 测试
    userPassword: b'1234'
]
liuyue:mytornado liuyue$

    如果我们要修改用户信息，可以使用modify方法：

#修改用户
c.modify('cn=testuser1,cn=mygroup,dc=v3u,dc=cn',{'uid':[(MODIFY_REPLACE, ['1'])]})
print(c.result)

    这里修改用户的uid属性，返回：

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
{'result': 0, 'description': 'success', 'dn': '', 'message': '', 'referrals': None, 'type': 'modifyResponse'}
liuyue:mytornado liuyue$

    再次搜索该用户：

print(c.search("dc=v3u,dc=cn", '(&(cn=testuser1))', attributes=['*']))
print(c.entries)

    可以看到uid已经被添加好了：

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
True
[DN: cn=testuser1,cn=mygroup,dc=v3u,dc=cn - STATUS: Read - READ TIME: 2020-11-23T18:02:47.080555
    cn: test user1
        testuser1
    objectClass: inetOrgPerson
    sn: 测试
    uid: 1
    userPassword: b'1234'
]

    最后，如果员工离职的话，公司内所有账号和权限应该被回收，所以进行删除操作：

#删除用户
c.delete(dn='cn=testuser1,cn=mygroup,dc=v3u,dc=cn')
print(c.result)

    返回：

{'result': 0, 'description': 'success', 'dn': '', 'message': '', 'referrals': None, 'type': 'delResponse'}

    再次查询已经获取不到记录：

print(c.search("dc=v3u,dc=cn", '(&(cn=testuser1))', attributes=['*']))
print(c.entries)

liuyue:mytornado liuyue$ python3 "/Users/liuyue/wodfan/work/mytornado/test_ldap.py"
False
[]

      至此，我们就基于openldap的树形结构将组织以及用户信息分别进行存储和CURD（增删改查）操作，在树的root(根)一般定义总域（c=v3u）或者域名后缀（dc=cn），其次往往定义一个或多个组织（organization，o）或组织单元（organization unit，ou）。一个组织单元可以包含人员、设备信息（服务器、电脑等）相关信息。例如uid=testuser1，ou=v3u_users，dc=v3u，dc=cn，如图所示：

    除此以外，OpenLDAP 还是一种典型的分布式结构，提供复制同步，可将主服务器上的数据通过推或拉的机制实现在从服务器上更新，完成数据的同步，从而避免OpenLDAP 服务器出现单点故障，实现了高可用架构。

    OpenLdap目录层级结构是一个专门为搜索和浏览而设计的数据库，虽然也支持简单的插入、删除、修改功能。但是我们可以理解为它是为浏览和搜索而生的，它的查询速度很快，相反插入速度较慢，和关系型数据库相比，它并不支持事务和回滚以及复杂的插入、更新等连贯操作功能，这一点和Elasticsearch有几分相似，但是，古人云：“射不主皮，力不同科”，如果您的系统扩容频繁，下游应用层出不穷，那么您就可以考虑用它来做统一用户管理，为您的应用保驾护航。