LDAP服务器的概念和原理简单介绍

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本文转自：LDAP服务器的概念和原理简单介绍【http://seanlook.com/2015/01/15/openldap_introduction/】

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ApacheDS、Active Directory、Red Hat Directory Service 。

特别补充

X.500是，构成全球分布式的名录服务系统的协议。X.500组织起来的数据就象一个很全的电话号码簿，或者说一个X.500系统象是一个分门别类的图书馆。而某一机构建立和维护的名录数据库只是全球名录数据库的一部分。

许多公司和组织都建立了X.500目录。

这个目录组织在同一个"根"目录下，具有一个"树"型结构，包括：国家、单位、部门和个人。

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

特别补充，对上图进行解释，此部分内容参见百度百科：

基准DN

LDAP目录树的最顶部就是根，也就是所谓的“基准DN（LDAP目录记录的标识名（Distinguished Name，简称DN））"（图中的[dc=mydomain,dc=org]单元格）。基准DN通常使用下面列出的三种格式之一。假定我在名为FooBar的电子商务公司工作，这家公司在Internet上的名字是foobar。

1、o="FooBar, Inc.", c=US

在这个例子中，o=FooBar, Inc. 表示组织名，在这里就是公司名的同义词。c=US 表示公司的总部在美国。但是随着Internet的全球化，在基准DN中使用国家代码很容易让人产生混淆。因此这种方式渐渐不被使用。

2、o=foobar.com

在这个例子中，使用公司的Internet地址作为基准DN。

3、dc=foobar, dc=com

用公司域名的不同部分组成的基准DN，显然上图中使用的是第三种方式。

就象上面那一种格式，这种格式也是以DNS域名为基础的，但是上面那种格式不改变域名（也就更易读），而这种格式把域名：foobar点com分成两部分 dc=foobar, dc=com。在理论上，这种格式可能会更灵活一点，但是对于最终用户来说也更难记忆一点。考虑一下foobar.com这个例子。当foobar.com和gizmo.com合并之后，可以简单的把“dc=com"当作基准DN。把新的记录放到已经存在的dc=gizmo, dc=com目录下，这样就简化了很多工作（当然，如果foobar.com和wocket.edu合并，这个方法就不能用了）

组织数据

因为历史上（X.500）的原因，大多数LDAP目录用OU从逻辑上把数据分开来。OU表示“Organization Unit"，在X.500协议中是用来表示公司内部的机构：销售部、财务部，等等。现在LDAP还保留ou=这样的命名规则，但是扩展了分类的范围，可以分类为：ou=people, ou=groups, ou=devices（上图中的ou=admin, ou=people,ou=devices等这些单元格），等等。更低一级的OU有时用来做更细的归类。

单独记录

在LDAP目录中的所有记录项都有一个唯一的“Distinguished Name"，也就是DN。每一个LDAP记录项的DN是由两个部分组成的：相对DN（RDN）和记录在LDAP目录中的位置。

RDN是DN中与目录树的结构无关的部分。在LDAP目录中存储的记录项都要有一个名字，这个名字通常存在cn（Common Name）这个属性里。因为几乎所有的东西都有一个名字，在LDAP中存储的对象都用它们的cn值作为RDN的基础。如果我把最喜欢的吃燕麦粥食谱存为一个记录，我就会用cn=Oatmeal Deluxe作为记录项的RDN。

我的LDAP目录的基准DN是dc=foobar,dc=com

我把自己的食谱作为LDAP的记录项存在ou=recipes

我的LDAP记录项的RDN设为cn=Oatmeal Deluxe

上面这些构成了燕麦粥食谱的LDAP记录的完整DN。记住，DN的读法和DNS主机名类似。下面就是完整的DN：

cn=Oatmeal Deluxe,ou=recipes,dc=foobar,dc=com

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	姓	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：

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。

# 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     ( 2.16.840.1.113730.3.2.2NAME 'inetOrgPerson'DESC 'RFC2798: Internet Organizational Person'SUP organizationalPersonSTRUCTURALMAY (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。

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backend和database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ldapsearch、ldapmodify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

LDAP基础概念
LDAP-HOWTO
openldap doc admin24