LDAP服务器的概念和原理简单介绍

1. 目录服务

目录是一个为查询、浏览和搜索而优化的专业分布式数据库,它呈树状结构组织数据,就好象Linux/Unix系统中的文件目录一样。目录数据库和关系数据库不同,它有优异的读性能,但写性能差,并且没有事务处理、回滚等复杂功能,不适于存储修改频繁的数据。所以目录天生是用来查询的,就好象它的名字一样。

目录服务是由目录数据库和一套访问协议组成的系统。类似以下的信息适合储存在目录中:

  • 企业员工信息,如姓名、电话、邮箱等;
  • 公用证书和安全密钥;
  • 公司的物理设备信息,如服务器,它的IP地址、存放位置、厂商、购买时间等;

LDAP是轻量目录访问协议(Lightweight Directory Access Protocol)的缩写,LDAP是从X.500目录访问协议的基础上发展过来的,目前的版本是v3.0。与LDAP一样提供类似的目录服务软件还有ApacheDSActive DirectoryRed Hat Directory Service

2. LDAP特点

  • LDAP的结构用树来表示,而不是用表格。正因为这样,就不能用SQL语句了
  • LDAP可以很快地得到查询结果,不过在写方面,就慢得多
  • LDAP提供了静态数据的快速查询方式
  • Client/server模型,Server 用于存储数据,Client提供操作目录信息树的工具
  • 这些工具可以将数据库的内容以文本格式(LDAP 数据交换格式,LDIF)呈现在您的面前
  • LDAP是一种开放Internet标准,LDAP协议是跨平台的Interent协议

3. LDAP组织数据的方式

ldap_intro_dctree

4. 基本概念

在浏览LDAP相关文档时经常会遇见一些概念,下面是常见概念的简单解释。

4.1 Entry

条目,也叫记录项,是LDAP中最基本的颗粒,就像字典中的词条,或者是数据库中的记录。通常对LDAP的添加、删除、更改、检索都是以条目为基本对象的。

dn:每一个条目都有一个唯一的标识名(distinguished Name ,DN),如上图中一个 dn:”cn=baby,ou=marketing,ou=people,dc=mydomain,dc=org” 。通过DN的层次型语法结构,可以方便地表示出条目在LDAP树中的位置,通常用于检索。

rdn:一般指dn逗号最左边的部分,如cn=baby。它与RootDN不同,RootDN通常与RootPW同时出现,特指管理LDAP中信息的最高权限用户。

Base DN:LDAP目录树的最顶部就是根,也就是所谓的“Base DN”,如”dc=mydomain,dc=org”。

4.2 Attribute

每个条目都可以有很多属性(Attribute),比如常见的人都有姓名、地址、电话等属性。每个属性都有名称及对应的值,属性值可以有单个、多个,比如你有多个邮箱。

属性不是随便定义的,需要符合一定的规则,而这个规则可以通过schema制定。比如,如果一个entry没有包含在 inetorgperson 这个 schema 中的objectClass: inetOrgPerson,那么就不能为它指定employeeNumber属性,因为employeeNumber是在inetOrgPerson中定义的。

LDAP为人员组织机构中常见的对象都设计了属性(比如commonName,surname)。下面有一些常用的别名:

属性 别名 语法 描述 值(举例)
commonName cn Directory String 姓名 sean
surname sn Directory String Chow
organizationalUnitName ou Directory String 单位(部门)名称 IT_SECTION
organization  o Directory String 组织(公司)名称 example
telephoneNumber   Telephone Number 电话号码 110
objectClass     内置属性 organizationalPerson

4.3 ObjectClass

对象类是属性的集合,LDAP预想了很多人员组织机构中常见的对象,并将其封装成对象类。比如人员(person)含有姓(sn)、名(cn)、电话(telephoneNumber)、密码(userPassword)等属性,单位职工(organizationalPerson)是人员(person)的继承类,除了上述属性之外还含有职务(title)、邮政编码(postalCode)、通信地址(postalAddress)等属性。

通过对象类可以方便的定义条目类型。每个条目可以直接继承多个对象类,这样就继承了各种属性。如果2个对象类中有相同的属性,则条目继承后只会保留1个属性。对象类同时也规定了哪些属性是基本信息,必须含有(Must 活Required,必要属性):哪些属性是扩展信息,可以含有(May或Optional,可选属性)。

对象类有三种类型:结构类型(Structural)、抽象类型(Abstract)和辅助类型(Auxiliary)。结构类型是最基本的类型,它规定了对象实体的基本属性,每个条目属于且仅属于一个结构型对象类。抽象类型可以是结构类型或其他抽象类型父类,它将对象属性中共性的部分组织在一起,称为其他类的模板,条目不能直接集成抽象型对象类。辅助类型规定了对象实体的扩展属性。每个条目至少有一个结构性对象类。

对象类本身是可以相互继承的,所以对象类的根类是top抽象型对象类。以常用的人员类型为例,他们的继承关系:
openldap_objectclass

下面是inetOrgPerson对象类的在schema中的定义,可以清楚的看到它的父类SUB和可选属性MAY、必要属性MUST(继承自organizationalPerson),关于各属性的语法则在schema中的attributetype定义。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
# inetOrgPerson
# The inetOrgPerson represents people who are associated with an
# organization in some way. It is a structural class and is derived
# from the organizationalPerson which is defined in X.521 [X521].
objectclass ( 2.16.840.1.113730.3.2.2
NAME 'inetOrgPerson'
DESC 'RFC2798: Internet Organizational Person'
SUP organizationalPerson
STRUCTURAL
MAY (
audio $ businessCategory $ carLicense $ departmentNumber $
displayName $ employeeNumber $ employeeType $ givenName $
homePhone $ homePostalAddress $ initials $ jpegPhoto $
labeledURI $ mail $ manager $ mobile $ o $ pager $
photo $ roomNumber $ secretary $ uid $ userCertificate $
x500uniqueIdentifier $ preferredLanguage $
userSMIMECertificate $ userPKCS12 )
)

4.4 Schema

对象类(ObjectClass)、属性类型(AttributeType)、语法(Syntax)分别约定了条目、属性、值,他们之间的关系如下图所示。所以这些构成了模式(Schema)——对象类的集合。条目数据在导入时通常需要接受模式检查,它确保了目录中所有的条目数据结构都是一致的。
ldap_schema_attr_entry

schema(一般在/etc/ldap/schema/目录)在导入时要注意前后顺序。

4.5 backend & database

ldap的后台进程slapd接收、响应请求,但实际存储数据、获取数据的操作是由Backends做的,而数据是存放在database中,所以你可以看到往往你可以看到backenddatabase指令是一样的值如 bdb 。一个 backend 可以有多个 database instance,但每个 database 的 suffix 和 rootdn 不一样。openldap 2.4版本的模块是动态加载的,所以在使用backend时需要moduleload back_bdb指令。

bdb是一个高性能的支持事务和故障恢复的数据库后端,可以满足绝大部分需求。许多旧文档里(包括官方)说建议将bdb作为首选后端服务(primary backend),但2.4版文档明确说hdb才是被首先推荐使用的,这从 2.4.40 版默认安装后的配置文件里也可以看出。hdb是基于bdb的,但是它通过扩展的索引和缓存技术可以加快数据访问,修改entries会更有效率,有兴趣可以访问上的链接或slapd.backends

另外config是特殊的backend,用来在运行时管理slapd的配置,它只能有一个实例,甚至无需显式在slapd.conf中配置。

4.6 TLS & SASL

分布式LDAP 是以明文的格式通过网络来发送信息的,包括client访问ldap的密码(当然一般密码已然是二进制的),SSL/TLS 的加密协议就是来保证数据传送的保密性和完整性。

SASL (Simple Authenticaion and Security Layer)简单身份验证安全框架,它能够实现openldap客户端到服务端的用户验证,也是ldapsearchldapmodify这些标准客户端工具默认尝试与LDAP服务端认证用户的方式(前提是已经安装好 Cyrus SASL)。SASL有几大工业实现标准:Kerberos V5、DIGEST-MD5、EXTERNAL、PLAIN、LOGIN。

Kerberos V5是里面最复杂的一种,使用GSSAPI机制,必须配置完整的Kerberos V5安全系统,密码不再存放在目录服务器中,每一个dn与Kerberos数据库的主体对应。DIGEST-MD5稍微简单一点,密码通过saslpasswd2生成放在sasldb数据库中,或者将明文hash存到LDAP dn的userPassword中,每一个authid映射成目录服务器的dn,常和SSL配合使用。参考将 LDAP 客户端配置为使用安全性

EXTERNAL一般用于初始化添加schema时使用,如ldapadd -Y EXTERNAL -H ldapi:/// -f /etc/openldap/schema/core.ldif

4.7 LDIF

LDIF(LDAP Data Interchange Format,数据交换格式)是LDAP数据库信息的一种文本格式,用于数据的导入导出,每行都是“属性: 值”对,见 openldap ldif格式示例

OpenLDAP(2.4.3x)服务器安装配置方法见这里

参考