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更新时间：2024-11-20 GMT+08:00
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配置Elasticsearch集群独享型负载均衡

云搜索服务集成了共享型负载均衡器的能力，支持绑定公网访问和开启终端节点服务。相比共享型负载均衡器，独享型负载均衡器功能更丰富、性能更强，本章主要介绍如何配置集群的独享型负载均衡。

场景描述

使用独享型负载均衡器接入集群具有如下优点：
  • 非安全模式集群也支持集成弹性负载均衡服务的能力。
  • 支持用户使用自定义证书进行HTTPS双向认证。
  • 支持7层流量监控及告警配置，方便用户随时查看监控情况。

不同安全模式的集群对接独享型负载均衡器共有8种不同的服务形态，不同服务形态对应的ELB能力如表1所示，8种组合的配置概览如表2所示。

表1 不同集群对应的ELB能力

集群安全模式

ELB最终对外提供的服务形态

ELB负载均衡

ELB流量监控

ELB双向认证

非安全

无认证

支持

支持

不支持

单向认证

双向认证

支持

支持

支持

安全+HTTP

密码认证

支持

支持

不支持

单向认证+密码认证

双向认证+密码认证

支持

支持

支持

安全+HTTPS

单向认证+密码认证

双向认证+密码认证

支持

支持

支持
表2 不同集群对接ELB的配置概览

集群安全模式

ELB最终对外提供的服务形态

ELB监听器

后端服务器组

前端协议

前端端口

SSL解析方式

后端协议

健康检查端口

健康检查路径

非安全

无认证

HTTP

9200

无认证

HTTP

9200

/

单向认证

HTTPS

9200

单向认证

HTTP

9200

双向认证

HTTPS

9200

双向认证

HTTP

9200

安全+HTTP

密码认证

HTTP

9200

无认证

HTTP

9200

/_opendistro/_security/health

单向认证+密码认证

HTTPS

9200

单向认证

HTTP

9200

双向认证+密码认证

HTTPS

9200

双向认证

HTTP

9200

安全+HTTPS

单向认证+密码认证

HTTPS

9200

单向认证

HTTPS

9200

双向认证+密码认证

HTTPS

9200

双向认证

HTTPS

9200

CSS集群对接独享型负载均衡的操作步骤如下：

  1. 如果规划ELB监听器的前端协议是HTTPS，则需要准备签名证书并上传至ELB管理控制台：准备并上传自签名证书
  2. 在ELB管理控制台创建独享型负载均衡器：创建独享型负载均衡器
  3. Elasticsearch或OpenSearch集群开启负载均衡：集群对接负载均衡器
  4. 通过独享型负载均衡实例接入集群：通过Curl命令接入集群

本文还提供了通过独享型负载均衡实例接入集群的Java客户端代码示例：通过负载均衡器的HTTPS双向认证方式接入集群的代码示例（Java）

约束限制

  • 如果ELB绑定了公网，则不推荐接入非安全模式的集群。非安全模式的集群使用HTTP通信且不需要安全认证即可访问，如果对接公网访问存在安全风险。
  • 开启了HTTPS访问的安全模式的集群不支持HTTP类型的前端协议认证，如果需要使用HTTP类型的前端协议，需要将集群的“安全模式”变更为“非安全模式”，具体操作请参见更改Elasticsearch集群安全模式。在变更安全模式前，请先关闭“负载均衡”，安全模式变更完成后再开启“负载均衡”。

准备并上传自签名证书

当规划的ELB监听器的前端协议为HTTPS时，需要参考本节准备自签名证书，作为服务器证书或CA证书上传至ELB。

建议使用云证书管理服务CCM购买的证书，或者其他权威机构颁发的证书。

  1. 登录到任意一台安装有OpenSSL工具和JDK的Linux客户端。
  2. 执行如下命令制作自签名证书。 
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    mkdir ca
mkdir server
mkdir client

#使用OpenSSL制作CA证书
cd ca
#创建CA证书的openssl配置文件ca_cert.conf
cat >ca_cert.conf <<EOF
[ req ]
distinguished_name     = req_distinguished_name
prompt                 = no

[ req_distinguished_name ]
 O                      = ELB
EOF
#创建CA证书私钥文件ca.key
openssl genrsa -out ca.key 2048
#创建CA证书的csr请求文件ca.csr
openssl req -out ca.csr -key ca.key -new -config ./ca_cert.conf
#创建自签名的CA证书ca.crt
openssl x509 -req -in ca.csr -out ca.crt -sha1 -days 5000 -signkey ca.key
#把ca证书格式转为p12格式
openssl pkcs12 -export -clcerts -in ca.crt -inkey ca.key -out ca.p12
#把ca证书格式转为jks格式
keytool -importkeystore -srckeystore ca.p12 -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS -destkeystore ca.jks


#使用CA证书签发服务器证书
cd ../server
#创建服务器证书的openssl配置文件server_cert.conf，CN字段根据需求改为服务器对应的域名、IP地址
cat >server_cert.conf <<EOF
[ req ]
distinguished_name     = req_distinguished_name
prompt                 = no

[ req_distinguished_name ]
 O                      = ELB
 CN                     = 127.0.0.1
EOF
#创建服务器证书私钥文件server.key
openssl genrsa -out server.key 2048
#创建服务器证书的csr请求文件server.csr
openssl req -out server.csr -key server.key -new -config ./server_cert.conf
#使用CA证书签发服务器证书server.crt
openssl x509 -req -in server.csr -out server.crt -sha1 -CAcreateserial -days 5000 -CA ../ca/ca.crt -CAkey ../ca/ca.key
#把服务端证书格式转为p12格式
openssl pkcs12 -export -clcerts -in server.crt -inkey server.key -out server.p12
#把服务证书格式转为jks格式
keytool -importkeystore -srckeystore server.p12 -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS -destkeystore server.jks


#使用CA证书签发客户端证书
cd ../client
#创建客户端证书的openssl配置文件client_cert.conf，CN字段根据需求改为服务器对应的域名、IP地址
cat >client_cert.conf <<EOF
[ req ]
distinguished_name     = req_distinguished_name
prompt                 = no

[ req_distinguished_name ]
O                      = ELB
CN                     = 127.0.0.1
EOF
#创建客户端证书私钥文件client.key
openssl genrsa -out client.key 2048
#创建客户端证书的csr请求文件client.csr
openssl req -out client.csr -key client.key -new -config ./client_cert.conf
#使用CA证书签发客户端证书client.crt
openssl x509 -req -in client.csr -out client.crt -sha1 -CAcreateserial -days 5000 -CA ../ca/ca.crt -CAkey ../ca/ca.key
#把客户端证书格式转为浏览器可识别的p12格式
openssl pkcs12 -export -clcerts -in client.crt -inkey client.key -out client.p12
#把客户端证书格式转为jks格式
keytool -importkeystore -srckeystore client.p12 -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS -destkeystore client.jks
  3. 上传自签名证书，具体操作请参见创建证书。

创建独享型负载均衡器

  1. 登录弹性负载均衡管理控制台。
  2. 参考创建独享型负载均衡器，创建独享型负载均衡器。CSS集群对接独享型负载均衡器所需要关注的参数如表3所示，其他参数请根据实际需要填写。
    表3 独享型负载均衡器的配置说明

    参数

    配置说明

    取值样例

    实例类型

    选择“独享型”。

    独享型

    计费模式

    性能独享型负载均衡器的收费类型。

    按需计费

    区域

    选择CSS集群所在的区域。

    -

    跨VPC后端

    开启跨VPC后端才能连接CSS集群。

    开启

    网络类型

    负载均衡器对外提供服务所使用的网络类型。

    CSS服务支持“IPv4私网”和“IPv6网络”。

    • 当选择“IPv6网络”时，CSS服务对接负载均衡器后，集群对接的负载均衡实例会显示“私有IP”和“IPv6地址”。只有当独享型负载均衡器绑定了“共享带宽”，才会显示“公网IP”。
    • 当选择“IPv4私网”时，CSS服务对接负载均衡器后，集群对接的负载均衡实例会显示“私有IP”和“公网IP”。
    说明：

    CSS服务仅“华东二”区域支持“IPv6网络”，其他区域只支持“IPv4私网”。

    IPv4私网

    所属VPC

    所属虚拟私有云。无论选择哪种网络类型，均需配置此项。

    需要选择和CSS集群同一VPC。

    -

    子网

    选择创建负载均衡实例的子网。无论选择哪种网络类型，均需配置此项。

    需要选择和CSS集群同一子网。

    -

    规格

    建议选择功能和性能更优的应用型规格。

    应用型(HTTP/HTTPS)

    “小型 I”

集群对接负载均衡器

  1. 登录云搜索服务管理控制台。
  2. 在“集群管理”页面选择需要对接负载均衡器的集群，单击集群名称进入集群“基本信息”页面。
  3. 在左侧菜单栏，选择“负载均衡”，打开负载均衡开关，在弹窗中配置负载均衡基础信息。
    表4 配置负载均衡

    参数

    说明

    负载均衡器

    选择前面创建的独享型负载均衡器。CSS集群属于托管资源，所选的负载均衡器必须开启“跨VPC后端”能力才能正常使用。

    委托

    选择IAM委托，当前账号授权CSS服务访问和使用ELB资源。

    • 当首次配置委托时，可以单击“自动创建委托”新建委托“css-elb-agency”直接使用。
    • 当已有自动创建的委托时，可以单击“委托一键授权”，删除委托中“ELB Administrator”系统角色或“ELB FullAccess”系统策略的权限，新增如下自定义策略授权委托到最小化权限。 
      "elb:loadbalancers:list",
"elb:loadbalancers:get",
"elb:certificates:list",
"elb:healthmonitors:*",
"elb:members:*",
"elb:pools:*",
"elb:listeners:*"
    • “自动创建委托”和“委托一键授权”需要如下最小权限。 
      "iam:agencies:listAgencies",
"iam:roles:listRoles",
"iam:agencies:getAgency",
"iam:agencies:createAgency",
"iam:permissions:listRolesForAgency",
"iam:permissions:grantRoleToAgency",
"iam:permissions:listRolesForAgencyOnProject",
"iam:permissions:revokeRoleFromAgency",
"iam:roles:createRole"
    • 使用委托需要如下最小权限。 
      "iam:agencies:listAgencies",
"iam:agencies:getAgency",
"iam:permissions:listRolesForAgencyOnProject",
"iam:permissions:listRolesForAgency"
    图1 开启负载均衡
  4. 单击“确定”，开启负载均衡。
  5. 在“监听器配置”区域，您可以单击右侧配置监听器的相关信息。
    表5 配置监听器

    参数

    配置说明

    前端协议

    客户端与负载均衡监听器建立流量分发连接的协议。支持选择“HTTP”或“HTTPS”。

    根据实际业务需要选择协议。

    前端端口

    客户端与负载均衡监听器建立流量分发连接的端口。

    根据实际业务需要自定义。

    SSL解析方式

    客户端到服务器端认证方式。仅“前端协议”选择“HTTPS”才需要配置。

    根据实际业务需要选择解析方式。

    服务器证书

    服务器证书用于SSL握手协商，需提供证书内容和私钥。仅“前端协议”选择“HTTPS”才需要配置服务器证书。

    选择准备并上传自签名证书创建的服务器证书。

    CA证书

    CA证书又称客户端CA公钥证书，用于验证客户端证书的签发者。仅“SSL解析方式”选择“双向认证”时，才需要配置CA证书。

    选择准备并上传自签名证书创建的CA证书。

    在开启HTTPS双向认证功能时，只有当客户端能够出具指定CA签发的证书时，HTTPS连接才能成功。
    图2 配置监听器
  6. （可选）在监听器配置区域，单击“访问控制”后的“设置”跳转到负载均衡器的监听器列表，单击监听器访问控制列的“设置”，配置允许通过负载均衡实例访问集群的IP地址组，不设置的话默认允许所有的IP地址访问。
  7. 在健康检查区域，您可以查看各个节点IP的健康检查结果。
    表6 健康检查结果状态说明

    健康检查结果

    说明

    正常

    节点IP连接正常。

    异常

    节点IP连接，不可用

通过Curl命令接入集群

  1. 在云搜索服务管理控制台，单击左侧导航栏的“集群管理”。
  2. 在集群管理列表页面，单击需要访问的集群名称，进入集群基本信息页面。
  3. 在左侧菜单栏选择“负载均衡”，获取并记录负载均衡实例的“私有IP”、“IPv6地址”或“公网IP”，以及监听器配置的“前端协议/端口”。

    如果ELB绑定了公网，则不推荐接入非安全模式的集群。非安全模式的集群使用HTTP通信且不需要安全认证即可访问，如果对接公网访问存在安全风险。

  4. 在ECS服务器中执行如下Curl命令测试能否通过独享型负载均衡实例接入集群。
    表7 不同集群的接入命令

    集群安全模式

    ELB最终对外提供的服务形态

    接入集群的Curl命令

    非安全

    无认证

    		 
    curl  http://IP:port

    单向认证

    		 
    curl -k --cert ./client.crt --key ./client.key https://IP:port

    双向认证

    		 
    curl --cacert ./ca.crt --cert ./client.crt --key ./client.key https://IP:port

    安全+HTTP

    密码认证

    		 
    curl  http://IP:port -u user:pwd

    单向认证+密码认证

    		 
    curl -k --cert ./client.crt --key ./client.key https://IP:port -u user:pwd

    双向认证+密码认证

    		 
    curl --cacert ./ca.crt --cert ./client.crt --key ./client.key https://IP:port -u user:pwd

    安全+HTTPS

    单向认证+密码认证

    		 
    curl -k --cert ./client.crt --key ./client.key https://IP:port -u user:pwd

    双向认证+密码认证

    		 
    curl --cacert ./ca.crt --cert ./client.crt --key ./client.key https://IP:port -u user:pwd
    表8 变量说明

    变量名

    说明

    IP

    负载均衡实例的IP地址。

    port

    监听器配置的“前端协议/端口”。

    user

    集群的用户名，仅安全集群需要配置。

    pwd

    用户名对应的密码，仅安全集群需要配置。

    当可以正常返回集群信息时，表示连接成功。

通过负载均衡器的HTTPS双向认证方式接入集群的代码示例（Java）

在Java客户端，通过负载均衡器的HTTPS双向认证方式接入集群的代码示例。

ESSecuredClientWithCerDemo代码示例

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import org.apache.commons.io.IOUtils;
import org.apache.http.auth.AuthScope;
import org.apache.http.auth.UsernamePasswordCredentials;
import org.apache.http.client.CredentialsProvider;
import org.apache.http.impl.client.BasicCredentialsProvider;
import org.apache.http.HttpHost;
import org.apache.http.nio.conn.ssl.SSLIOSessionStrategy;
import org.elasticsearch.action.search.SearchRequest;
import org.elasticsearch.action.search.SearchResponse;
import org.elasticsearch.client.RequestOptions;
import org.elasticsearch.client.RestClient;
import org.elasticsearch.client.RestClientBuilder;
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.elasticsearch.index.query.QueryBuilders;
import org.elasticsearch.search.SearchHit;
import org.elasticsearch.search.SearchHits;
import org.elasticsearch.search.builder.SearchSourceBuilder;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.KeyStore;
import java.security.SecureRandom;
import javax.net.ssl.HostnameVerifier;
import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import javax.net.ssl.SSLSession;
import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;
public class ESSecuredClientWithCerDemo {
    private static final String KEY_STORE_PWD = "";
    private static final String TRUST_KEY_STORE_PWD = "";
    private static final String CA_JKS_PATH = "ca.jks";
    private static final String CLIENT_JKS_PATH = "client.jks";
    private static final String ELB_ADDRESS = "127.0.0.1";
    private static final int ELB_PORT = 9200;
    private static final String CSS_USERNAME = "user";
    private static final String CSS_PWD = "";
    public static void main(String[] args) {
        // 建立客户端
        RestHighLevelClient client = initESClient(ELB_ADDRESS, CSS_USERNAME, CSS_PWD);
        try {
            // 查询 match_all，相当于 {\"query\": {\"match_all\": {}}}
            SearchRequest searchRequest = new SearchRequest();
            SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
            searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.matchAllQuery());
            searchRequest.source(searchSourceBuilder);
            // query
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
            System.out.println("query result: " + searchResponse.toString());
            SearchHits hits = searchResponse.getHits();
            for (SearchHit hit : hits) {
                System.out.println(hit.getSourceAsString());
            }
            System.out.println("query success");
            Thread.sleep(2000L);
        } catch (InterruptedException | IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeQuietly(client);
        }
    }
    private static RestHighLevelClient initESClient(String clusterAddress, String userName, String password) {
        final CredentialsProvider credentialsProvider = new BasicCredentialsProvider();
        credentialsProvider.setCredentials(AuthScope.ANY, new UsernamePasswordCredentials(userName, password));
        SSLContext ctx = null;
        try {
            KeyStore ks = getKeyStore(CLIENT_JKS_PATH, KEY_STORE_PWD, "JKS");
            KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
            kmf.init(ks, KEY_STORE_PWD.toCharArray());
            KeyStore tks = getKeyStore(CA_JKS_PATH, TRUST_KEY_STORE_PWD, "JKS");
            TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
            tmf.init(tks);
            ctx = SSLContext.getInstance("SSL", "SunJSSE");
            ctx.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), new SecureRandom());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        SSLIOSessionStrategy sessionStrategy = new SSLIOSessionStrategy(ctx, new HostnameVerifier() {
            @Override
            public boolean verify(String arg0, SSLSession arg1) {
                return true;
            }
        });
        SecuredHttpClientConfigCallback httpClientConfigCallback = new SecuredHttpClientConfigCallback(sessionStrategy,
            credentialsProvider);
        RestClientBuilder builder = RestClient.builder(new HttpHost(clusterAddress, ELB_PORT, "https"))
            .setHttpClientConfigCallback(httpClientConfigCallback);
        RestHighLevelClient client = new RestHighLevelClient(builder);
        return client;
    }
    private static KeyStore getKeyStore(String path, String pwd, String type) {
        KeyStore keyStore = null;
        FileInputStream is = null;
        try {
            is = new FileInputStream(path);
            keyStore = KeyStore.getInstance(type);
            keyStore.load(is, pwd.toCharArray());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeQuietly(is);
        }
        return keyStore;
    }
}

SecuredHttpClientConfigCallback代码示例

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import org.apache.http.client.CredentialsProvider;
import org.apache.http.impl.nio.client.HttpAsyncClientBuilder;
import org.apache.http.nio.conn.ssl.SSLIOSessionStrategy;
import org.elasticsearch.client.RestClientBuilder;
import org.elasticsearch.common.Nullable;
import java.util.Objects;
class SecuredHttpClientConfigCallback implements RestClientBuilder.HttpClientConfigCallback {
    @Nullable
    private final CredentialsProvider credentialsProvider;
    /**
     * The {@link SSLIOSessionStrategy} for all requests to enable SSL / TLS encryption.
     */
    private final SSLIOSessionStrategy sslStrategy;
    /**
     * Create a new {@link SecuredHttpClientConfigCallback}.
     *
     * @param credentialsProvider The credential provider, if a username/password have been supplied
     * @param sslStrategy         The SSL strategy, if SSL / TLS have been supplied
     * @throws NullPointerException if {@code sslStrategy} is {@code null}
     */
    SecuredHttpClientConfigCallback(final SSLIOSessionStrategy sslStrategy,
        @Nullable final CredentialsProvider credentialsProvider) {
        this.sslStrategy = Objects.requireNonNull(sslStrategy);
        this.credentialsProvider = credentialsProvider;
    }
    /**
     * Get the {@link CredentialsProvider} that will be added to the HTTP client.
     *
     * @return Can be {@code null}.
     */
    @Nullable
    CredentialsProvider getCredentialsProvider() {
        return credentialsProvider;
    }
    /**
     * Get the {@link SSLIOSessionStrategy} that will be added to the HTTP client.
     *
     * @return Never {@code null}.
     */
    SSLIOSessionStrategy getSSLStrategy() {
        return sslStrategy;
    }
    /**
     * Sets the {@linkplain HttpAsyncClientBuilder#setDefaultCredentialsProvider(CredentialsProvider) credential provider},
     *
     * @param httpClientBuilder The client to configure.
     * @return Always {@code httpClientBuilder}.
     */
    @Override
    public HttpAsyncClientBuilder customizeHttpClient(final HttpAsyncClientBuilder httpClientBuilder) {
        // enable SSL / TLS
        httpClientBuilder.setSSLStrategy(sslStrategy);
        // enable user authentication
        if (credentialsProvider != null) {
            httpClientBuilder.setDefaultCredentialsProvider(credentialsProvider);
        }
        return httpClientBuilder;
    }
}

pom.xml代码示例

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<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>1</groupId>
    <artifactId>ESClient</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <name>ESClient</name>

    <properties>
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        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <elasticsearch.version>7.10.2</elasticsearch.version>
    </properties>
    <dependencies>
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            <groupId>org.elasticsearch.client</groupId>
            <artifactId>transport</artifactId>
            <version>${elasticsearch.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.elasticsearch</groupId>
            <artifactId>elasticsearch</artifactId>
            <version>${elasticsearch.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.elasticsearch.client</groupId>
            <artifactId>elasticsearch-rest-high-level-client</artifactId>
            <version>${elasticsearch.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>commons-io</groupId>
            <artifactId>commons-io</artifactId>
            <version>2.11.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>