Основы протокола LDAP: иерархия данных и компоненты записей

LDAP (или Lightweight Directory Access Protocol) – открытый протокол, используемый для хранения и извлечения данных из иерархической структуры каталогов. Обычно используется для хранения информации об организации и ее активах и пользователях. LDAP – это гибкое решение для определения любого объекта и его качеств.

Для многих пользователей LDAP – очень сложный инструмент, поскольку он использует специальную терминологию, некоторые необычные сокращения и часто реализуется как компонент более крупной системы взаимодействующих частей. В этом мануале вы ознакомитесь с основами LDAP.

Что такое служба каталогов?

Служба каталогов используется для хранения, организации и представления данных в формате «ключ-значение». Как правило, каталоги оптимизированы для операций поиска и чтения, а не записи, поэтому они очень хорошо работают с данными, на которые часто ссылаются, но меняют редко.

Данные, хранящиеся в службе каталогов, часто носят описательный характер и используются для определения свойств объекта. Примером физического объекта, который легко представить в службе каталогов, является адресная книга. Каждый человек будет представлен записью в каталоге с парами ключ-значение, описывающими его контактную информацию, занятость и т. д. Службы каталогов полезны во многих сценариях и позволяют сделать описательную информацию доступной.

Что такое LDAP?

LDAP (или lightweight directory access protocol) – это протокол, который определяет методы, с помощью которых можно получить доступ к службе каталогов. В более широком смысле LDAP формирует способ отображения данных в службе каталогов для пользователей, определяет требования к компонентам, используемым для создания записей данных, и описывает способ использования разных примитивных элементов для составления записей.

Поскольку LDAP является открытым протоколом, существует множество различных его реализаций. Проект OpenLDAP является одним из наиболее хорошо поддерживаемых вариантов LDAP с открытым исходным кодом.

Основные компоненты данных LDAP

Как говорилось ранее, LDAP является протоколом, используемым для связи с базой данных для запроса, добавления или изменения информации. Однако это простое определение не отражает сложности систем, поддерживающих этот протокол. Способ, которым LDAP отображает данные пользователей, очень сильно зависит от взаимодействия и отношения между определенными структурными компонентами.

Атрибуты

Сами данные в системе LDAP в основном хранятся в элементах, называемых атрибутами. Атрибуты – это в основном пары ключ-значение. В отличие от некоторых других систем, ключи – это предопределенные имена, которые продиктованы объектными классами записи (мы обсудим это немного позже). Кроме того, данные в атрибуте должны соответствовать типу, указанному в первоначальном определении атрибута.

Атрибут состоит из имени атрибута и значения, которые разделяются двоеточием и пробелом. Например, атрибут mail, который определяет адрес электронной почты, будет выглядеть так:

mail: admin@example.com

Когда речь идет об атрибуте и его данных, обе части соединяются знаком равенства:

mail=example.com

Значения атрибутов содержат большинство фактических данных, которые нужно сохранить в системе LDAP. Другие элементы в LDAP используются для определения структуры, организации и т. д.

Записи

Атрибуты сами по себе бессмысленны. Чтобы иметь смысл, они должны быть связаны с чем-то. В LDAP атрибуты находятся внутри записи. Запись представляет собой набор атрибутов под описательным именем.

Например, в вашей системе может быть запись пользователя или запись для каждого элемента в инвентаре. Эти записи похожи на строки в реляционной базе данных или на странице в адресной книге (здесь атрибуты будут представлять различные поля). Хотя атрибут определяет качество или характеристику чего-либо, запись описывает сам элемент, просто собирая эти атрибуты в единое целое.

Запись, отображаемая в LDIF (LDAP Data Interchange Format), будет выглядеть примерно так:

dn: sn=Amber,ou=people,dc=8host,dc=com
objectclass: person
sn: Amber
cn: Justin Amber

Вышеприведенный пример может быть допустимой записью в системе LDAP.

DIT

Возможно, вы уже заметили, что данные, определенные атрибутами, представляют собой часть доступной информации об объекте. Остальное – это размещение записи в системе LDAP и отношения, которые она подразумевает.

Например, если возможно иметь записи для пользователя и для элемента инвентаря, как их отличить? Один из способов различать записи разных типов – это установить отношения и группы. Это по сути функция, где помещается запись при ее создании. Все записи добавляются в систему LDAP в виде веток в деревьях, называемых информационными деревьями каталога, или DIT.

DIT представляет собой организационную структуру, похожую на файловую систему, где каждая запись (отличная от записи верхнего уровня) имеет ровно одну родительскую запись и может содержать любое количество дочерних записей под ней. Поскольку записи в дереве LDAP могут представлять собой что угодно, некоторые записи будут использоваться в основном для организационных целей, аналогично каталогам в файловой системе.

Таким образом, у вас может быть запись people и отдельная запись inventoryItems. А фактические записи данных могут быть дочерними по отношению к ним, что позволит различать их тип. Ваши организационные записи можно произвольно определить для наилучшего представления ваших данных.

В примере, приведенном в предыдущем разделе, мы видим один признак DIT в строке dn:

dn: sn=Amber,ou=people,dc=8host,dc=com

Эта строка называется различительным именем записи (подробнее об этом позже) и используется для идентификации записи. Она функционирует как полный путь назад к root DIT. В этом случае есть запись sn=Amber. Прямым родителем является запись по имени ou=people, которая, вероятно, используется в качестве контейнера для записей, описывающих людей. Родители этой записи происходят из домена 8host.com, который функционирует как root DIT.

Компоненты данных LDAP

В последнем разделе мы обсудили, как данные представлены в системе LDAP. Однако также нужно поговорить о том, как определяются компоненты, хранящие данные. Например, ранее мы упоминали, что данные должны соответствовать типу, определенному для каждого атрибута. Откуда берутся эти определения? Давайте начнем с самых простых компонентов.

Определения атрибутов

Атрибуты определяются с помощью довольно запутанного синтаксиса. Они должны содержать имя атрибута, любые другие имена, которые могут использоваться для ссылки на атрибут, тип данных, а также множество других метаданных. Эти метаданные могут описывать атрибут, помогать сортировать или сравнивать значения атрибута и описывать, как он относится к другим атрибутам.

Например, это определение атрибута name:

attributetype ( 2.5.4.41 NAME 'name' DESC 'RFC4519: common supertype of name attributes'
EQUALITY caseIgnoreMatch
SUBSTR caseIgnoreSubstringsMatch
SYNTAX 1.3.6.1.4.1.1466.115.121.1.15{32768} )

‘name’ – это имя атрибута. Число в первой строке – это глобальный уникальный идентификатор OID (Object ID), присвоенный атрибуту, чтобы отличать его от остальных атрибутов. Остальная часть записи определяет, как ее можно сравнивать во время поиска, и указывает, где найти информацию о типе данных атрибута.

Важной частью определения атрибута является то, может ли атрибут быть определен в записи более чем один раз. Например, фамилия может быть определена только один раз для каждой записи, но атрибут родства (например niece) может присутствовать в одной записи несколько раз. Атрибуты по умолчанию многозначны; если атрибут можно установить только один раз для каждой записи, он должен содержать флаг SINGLE-VALUE.

Определения атрибутов намного сложнее, чем использование и установка атрибутов. К счастью, по большей части вам не придется определять свои собственные атрибуты, потому что наиболее распространенные из них включены в большинство реализаций LDAP, а другие можно легко импортировать.

Определения ObjectClass

Атрибуты собираются внутри объектов, называемых objectClasses. ObjectClasses – это просто группы связанных атрибутов, которые были бы полезны при описании конкретной вещи. Например, «person» является objectClass.

Записи получают возможность использовать атрибуты objectClass, устанавливая специальный атрибут objectClass, который нужно использовать. Фактически, objectClass – единственный атрибут, который вы можете установить в записи без указания дополнительного objectClass.

Поэтому, если вы создаете запись для описания человека, в том числе objectClass person, вы можете использовать в нем все атрибуты:

dn: . . .
objectClass: person

Тогда у вас будет возможность установить эти атрибуты внутри записи:

  • cn: имя
  • description: удобочитаемое описание записи
  • seeAlso: ссылка на соответствующие записи
  • sn: фамилия
  • telephoneNumber: номер телефона
  • userPassword: пароль для пользователя

Атрибут objectClass можно использовать несколько раз, если вам нужны атрибуты из разных objectClasses, но есть правила, их использования.

Два основных типа ObjectClasses – это структурный и вспомогательный. Запись должна иметь ровно один структурный класс, но может иметь ноль или больше вспомогательных классов, используемых для расширения атрибутов класса. Структурный objectClass используется для создания и определения записи, в то время как вспомогательные objectClasses вносят дополнительную функциональность через новые атрибуты.

Определения ObjectClass указывают, требуются ли предлагаемые атрибуты (указывается спецификацией MUST) или их использовать необязательно (обозначается спецификацией MAY). Несколько objectClasses могут предоставлять одинаковые атрибуты, а атрибут MAY или MUST может отличаться.

Например, objectClass person определяется так:

objectclass ( 2.5.6.6 NAME 'person' DESC 'RFC2256: a person' SUP top STRUCTURAL
MUST ( sn $ cn )
MAY ( userPassword $ telephoneNumber $ seeAlso $ description ) )

Он определяется как структурный objectClass, что означает, что его можно использовать для создания записи. Созданная запись должна указывать атрибуты surname и commonname  и может указывать атрибуты userPassword, telephoneNumber, seeAlso или description.

Схемы

Определения ObjectClass и определения атрибутов, в свою очередь, группируются в схемы. В отличие от традиционных реляционных баз данных, схемы в LDAP – это просто коллекции связанных объектов и атрибутов. Один DIT может иметь множество разных схем, чтобы создавать записи и атрибуты, которые ему нужны.

Схемы часто включают дополнительные определения атрибутов и могут потребовать атрибуты, определенные в других схемах. Например, objectClass person, о котором мы говорили ранее, требует, чтобы атрибут surname или sn были установлены во всех записях, которые используют objectClass person. Если они не определены на LDAP-сервере, схема, содержащая эти определения, может использоваться для добавления этих определений в словарь.

Формат схемы в основном представляет собой комбинацию указанных выше записей, например:

. . .
objectclass ( 2.5.6.6 NAME 'person' DESC 'RFC2256: a person' SUP top STRUCTURAL
MUST ( sn $ cn )
MAY ( userPassword $ telephoneNumber $ seeAlso $ description ) )
attributetype ( 2.5.4.4 NAME ( 'sn' 'surname' )
DESC 'RFC2256: last (family) name(s) for which the entity is known by' SUP name )
attributetype ( 2.5.4.4 NAME ( 'cn' 'commonName' )
DESC 'RFC4519: common name(s) for which the entity is known by' SUP name )
. . .

Организация данных

Мы рассмотрели общие элементы, которые используются для создания записей в системе LDAP, и узнали о том, как эти блоки определяются в системе. Теперь нужно посмотреть, как в LDAP DIT организована и структурирована информация.

Размещение записей в DIT

DIT – это просто иерархия, описывающая взаимосвязь существующих записей. При создании каждая новая запись должна «подключаться» к существующему DIT, помещая себя как дочерний элемент существующей записи. Это создает древовидную структуру, которая используется для определения отношений и присвоения значения.

Вершина DIT – это самая широкая категория, которая так или иначе является родительской для всех узлов. Как правило, самая верхняя запись просто используется как метка, указывающая организацию, для которой используется DIT. Эти записи могут быть представлены любыми объектными классами, но обычно они создаются с помощью компонентов домена (dc=example,dc=com  для example.com), расположения (l=new_york,c=us) или организационных сегментов (ou=marketing,o=Example_Co).

Записи организации (папки) часто используют организационный объект objectClass, который позволяет применять простую описательную метку атрибута ou=. Они часто используются для общих категорий в записи DIT верхнего уровня (например, ou=people, ou=groups, ou=inventory). LDAP оптимизирован для поиска информации по дереву, а не вверх и вниз внутри дерева, поэтому лучше всего держать иерархию DIT не очень глубокой, с общими организационными ветвями и последующим подразделением, указанных с помощью определенных атрибутов.

Именование и ссылки на записи в DIT

Мы ссылаемся на записи по их атрибутам. Это означает, что каждая запись должна иметь атрибут или группу атрибутов, которые однозначны на своем уровне в иерархии DIT. Этот атрибут или группа атрибутов называется относительным отличительным именем записи (или RDN) и функционирует как имя файла.

Чтобы однозначно сослаться на запись, используйте RDN записи в сочетании со всеми RDN-элементами своих родительских записей. Эта цепочка RDN возвращает к вершине иерархии DIT и обеспечивает однозначный путь к рассматриваемой записи. Эта цепочка называется отличительным именем записи (или DN). DN для записи указывается во время создания, чтобы система LDAP знала, где разместить новую запись (тогда RDN записи не будет использоваться другой записью).

Аналогично вы можете представить RDN как относительное имя файла или каталога в файловой системе. DN же больше похож на абсолютный путь. Важным отличием является то, что LDAP DN содержат наиболее специфическое значение в левой части, а пути к файлам – наоборот, в правой части. В DN значения RDN разделяются запятой.

Например, запись для человека по имени John Smith может быть помещена под записью «People» для организации example.com. Поскольку в организации может быть несколько человек по имени John Smith, ID пользователя может быть лучшим выбором для RDN записи. Запись может быть указана следующим образом:

dn: uid=jsmith1,ou=People,dc=example,dc=com
objectClass: inetOrgPerson
cn: John Smith
sn: Smith
uid: jsmith1

Здесь нужно использовать objectClass inetOrgPerson, чтобы получить доступ к атрибуту uid в этом экземпляре (у вас все еще есть доступ ко всем атрибутам, определенным в объекте personClass).

Наследование LDAP

В основном отношения данных в LDAP-системе определяются иерархиями, наследованием и вложенностью. LDAP изначально кажется сложным средством, потому что он реализует некоторые объектно-ориентированные концепции в своей структуре. Это главным образом связано с использованием классов и наследования, о чем мы поговорим сейчас.

Наследование objectClass

Каждый objectClass – это класс, который описывает характеристики объектов этого типа.

Однако, в отличие от простого наследования, объекты в LDAP могут быть и часто являются экземплярами нескольких классов (некоторые языки программирования предоставляют аналогичную функциональность посредством множественного наследования). Это возможно, потому что концепция LDAP класса – это просто набор атрибутов, которые он должен или может иметь (MUST или MAY). Это позволяет указать для записи несколько классов (хотя может и должен присутствовать только один objectClass STRUCTURAL), в результате чего объект просто имеет доступ к объединенной коллекции атрибутов с наивысшим объявлением MUST или MAY.

В своем определении objectClass может идентифицировать родительский objectClass, из которого можно наследовать его атрибуты. Это делается с помощью SUP, за которым следует objectClass для наследования. Например, objectClass organizationalPerson начинается следующим образом:

objectclass ( 2.5.6.7 NAME 'organizationalPerson' SUP person STRUCTURAL
. . .

Родительский objectClass следует за идентификатором SUP. Родитель должен использовать тип objectClass определяемого objectClass (например, STRUCTURAL или AUXILIARY). Дочерний objectClass автоматически наследует атрибуты и требования родительского.

При назначении objectClass нужно указать только конкретного потомка цепочки наследования, чтобы получить доступ ко всем атрибутам. В последнем разделе мы использовали это, чтобы указать inetOrgPerson как единственный objectClass для записи John Smith, все еще имея доступ к атрибутам, определенным в классах person и organizationPerson. Иерархия наследования inetOrgPerson выглядит следующим образом:

inetOrgPerson -> organizationalPerson -> person -> top

Почти все деревья наследования objectClass заканчиваются специальным objectClass под названием «top». Это абстрактный objectClass, единственная цель которого – потребовать, чтобы объект objectClass был установлен. Он используется для обозначения верхушки цепочки наследования.

Наследование атрибутов

Аналогичным образом, сами атрибуты во время их определения могут отображать родительский атрибут. Затем атрибут наследует свойства, которые были установлены в родительском атрибуте.

Это часто используется для создания более конкретных версий общего атрибута. Например, surname является типом имени и может использовать все те же методы для сравнения и проверки равенства. Атрибут может наследовать эти качества, чтобы получить общую форму атрибута name. Фактически определение surname может содержать немного больше, чем указатель на родительский атрибут.

Наследование атрибута surname, которое мы обсуждали здесь, помогает людям различать фамилию и более общее имя, но помимо значения между фамилией и именем системы LDAP мало различий.

Варианты протокола LDAP

В начале мануала мы упоминали, что LDAP фактически является протоколом, который определяет интерфейс связи для работы со службами каталогов.

Стоит отметить некоторые варианты LDAP в обычном формате:

  • ldap://: Это базовый протокол LDAP, который позволяет осуществлять структурированный доступ к службе каталогов.
  • ldaps://: Этот вариант используется для поддержки LDAP по протоколу SSL/TLS. Обычный LDAP-трафик не зашифрован, хотя большинство реализаций LDAP поддерживают его. Этот метод шифрования соединений LDAP фактически устарел, и вместо этого рекомендуется использовать шифрование STARTTLS. Если вы работаете с LDAP по небезопасной сети, настоятельно рекомендуется перестать это делать и настроить шифрование.
  • ldapi://: Поддержка LDAP на IPC. Это часто используется для безопасного соединения с локальной системой LDAP в административных целях. Он связывается с внутренними сокетами вместо открытого сетевого порта.

Все три формата используют протокол LDAP, но последние два указывают дополнительную информацию о том, как именно он используется.

Заключение

Теперь вы знакомы с основами протокола LDAP и понимаете, как реализации LDAP представляют данные для пользователей. Зная, как элементы системы связаны друг с другом и где они берут свои свойства, вы сможете лучше разобраться с управлением и использованием систем LDAP.

Tags: ,