LDAP与实现

LDAP是什么?

LDAP是轻量目录访问协议，英文全称是Lightweight Directory Access Protocol，一般都简称为LDAP。它是基于X.500标准的，但是简单多了并且可以根据需要定制。与X.500不同，LDAP支持TCP/IP，这对访问Internet是必须的。LDAP的核心规范在RFC中都有定义，所有与LDAP相关的RFC都可以在LDAPman RFC网页中找到。

LDAP是一个轻量级的产品(LightWeight)，是一个Directory(D)，存取的协议(Access Protocol)。

我要着重指出，LDAP是一个数据库，但是又不是一个数据库。说他是数据库，因为他是一个数据存储的东西。但是说他不是数据库，是因为他的作用没有数据库这么强大，而是一个目录。

LDAP作为一个统一认证的解决方案，主要的优点就在能够快速响应用户的查找需求。比如用户的认证，这可能会有大量的并发。如果用数据库来实现，由于数据库结构分成了各个表，要满足认证这个非常简单的需求，每次都需要去搜索数据库，合成过滤，效率慢也没有好处。虽然可以有Cache，但是还是有点浪费。LDAP就是一张表，只需要用户名和口令，加上一些其他的东西，非常简单。从效率和结构上都可以满足认证的需求。这就是为什么LDAP成为现在很人们的统一认证的解决方案的优势所在。

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

LDAP的基本模型
1 信息模型：描述LDAP的信息表示方式
在LDAP中信息以树状方式组织，在树状信息中的基本数据单元是条目，而每个条目由属性构成，属性中存储有属性值；LDAP中的信息模式，类似于面向对象的概念，在LDAP中每个条目必须属于某个或多个对象类（Object Class），每个Object Class由多个属性类型组成，每个属性类型有所对应的语法和匹配规则；对象类和属性类型的定义均可以使用继承的概念。每个条目创建时，必须定义所属的对象类，必须提供对象类中的必选属性类型的属性值，在LDAP中一个属性类型可以对应多个值。
在LDAP中把对象类、属性类型、语法和匹配规则统称为Schema，在LDAP中有许多系统对象类、属性类型、语法和匹配规则，这些系统Schema在LDAP标准中进行了规定，同时不同的应用领域也定义了自己的Schema，同时用户在应用时，也可以根据需要自定义Schema。这有些类似于XML，除了XML标准中的XML定义外，每个行业都有自己标准的DTD或DOM定义，用户也可以自扩展；也如同XML，在LDAP中也鼓励用户尽量使用标准的Schema，以增强信息的互联互通。
在Schema中最难理解的是匹配规则，这是LDAP中为了加快查询的速度，针对不同的数据类型，可以提供不同的匹配方法，如针对字符串类型的相等、模糊、大于小于均提供自己的匹配规则。
2 命名模型：描述LDAP中的数据如何组织
LDAP中的命名模型，也即LDAP中的条目定位方式。在LDAP中每个条目均有自己的DN和RDN。DN是该条目在整个树中的唯一名称标识，RDN是条目在父节点下的唯一名称标识，如同文件系统中，带路径的文件名就是DN，文件名就是RDN。
3 功能模型：描述LDAP中的数据操作访问
在LDAP中共有四类10种操作：查询类操作，如搜索、比较；更新类操作，如添加条目、删除条目、修改条目、修改条目名；认证类操作，如绑定、解绑定；其它操作，如放弃和扩展操作。除了扩展操作，另外9种是LDAP的标准操作；扩展操作是LDAP中为了增加新的功能，提供的一种标准的扩展框架，当前已经成为LDAP标准的扩展操作，有修改密码和StartTLS扩展，在新的RFC标准和草案中正在增加一些新的扩展操作，不同的LDAP厂商也均定义了自己的扩展操作。
4 安全模型：描述LDAP中的安全机制
LDAP中的安全模型主要通过身份认证、安全通道和访问控制来实现。
3.4.1 身份认证
在LDAP中提供三种认证机制，即匿名、基本认证和SASL（Simple Authentication and Secure Layer）认证。匿名认证即不对用户进行认证，该方法仅对完全公开的方式适用；基本认证均是通过用户名和密码进行身份识别，又分为简单密码和摘要密码认证；SASL认证即LDAP提供的在SSL和TLS安全通道基础上进行的身份认证，包括数字证书的认证。
4.2 通讯安全
在LDAP中提供了基于SSL/TLS的通讯安全保障。SSL/TLS是基于PKI信息安全技术，是目前Internet上广泛采用的安全服务。LDAP通过StartTLS方式启动TLS服务，可以提供通讯中的数据保密性、完整性保护；通过强制客户端证书认证的TLS服务，同时可以实现对客户端身份和服务器端身份的双向验证。
4.3 访问控制
虽然LDAP目前并无访问控制的标准，但从一些草案中或是事实上LDAP产品的访问控制情况，我们不难看出：LDAP访问控制异常的灵活和丰富，在LDAP中是基于访问控制策略语句来实现访问控制的，这不同于现有的关系型数据库系统和应用系统，它是通过基于访问控制列表来实现的，无论是基于组模式或角色模式，都摆脱不了这种限制。
在使用关系型数据库系统开发应用时，往往是通过几个固定的数据库用户名访问数据库。对于应用系统本身的访问控制，通常是需要建立专门的用户表，在应用系统内开发针对不同用户的访问控制授权代码，这样一旦访问控制策略变更时，往往需要代码进行变更。总之一句话，关系型数据库的应用中用户数据管理和数据库访问标识是分离的，复杂的数据访问控制需要通过应用来实现。
而对于LDAP，用户数据管理和访问标识是一体的，应用不需要关心访问控制的实现。这是由于在LDAP中的访问控制语句是基于策略语句来实现的，无论是访问控制的数据对象，还是访问控制的主体对象，均是与这些对象在树中的位置和对象本身的数据特征相关。
在LDAP中，可以把整个目录、目录的子树、制定条目、特定条目属性集或符合某过滤条件的条目作为控制对象进行授权；可以把特定用户、属于特定组或所有目录用户作为授权主体进行授权；最后，还可以定义对特定位置（例如IP地址或DNS名称）的访问权。

LDAP数据结构
LDAP是实现了指定的数据结构的存贮，它包括以下可以用关系数据库实现的结构要求：树状组织、条目认证、类型定义、许可树形记录拷贝。
1 树状组织
无论是X500还是LDAP都是采用树状方式进行记录。每一个树目录都有一个树根的入口条目，子记录全部是这一根条目的子孙。这是目录与关系数据类型最大的区别（关系数据库的应用结构也可实现树状记录）。因此，把目录看作是更高级的树状数据库也未尝不可，只不过除此外，它不能实现关系存贮的重要功能。
2 条目和条目认证
LDAP是以条目作为认证的根据。ROOT的权限认证与目录本身无关，但除此外所有条目的认证权限由条目本身的密码进行认证。LDAP可以配置成各种各样不同的父子条目权限继承方式。
每一个条目相当于一个单一的平面文本记录，由条目自身或指定的条目认证进行访问控制。因此，LDAP定义的存贮结构等同于一批树状组织的平面数据库，并提供相应的访问控制。
条目中的记录以名-值对的形式存在，每一个名值对必须由数据样式schema预定义。因此，LDAP可以看作是以规定的值类型以名值对形式存贮在一系列以树状组织的平面数据库的记录的集合。
3 数据样式（schema）
数据样式schema是针对不同的应用，由用户指定（设计）类和属性类型预定义，条目中的类(objectclass)和属性必须在在LDAP服务器启动时载入内存的schema已有定义。因此，AD活动目录中的条目记录就必须符合Active Directory的schema中。如果已提供的schema中的定义不够用，用户可以自行定义新的schema.
在http://ldap.akbkhome.com/index.php中可以看到常用的schema。
4 对象类型(objectClass)
因为LDAP目录可以定制成存储任何文本或二进制数据，到底存什么要由你自己决定。LDAP目录用对象类型（objectclass）的概念来定义运行哪一类的对象使用什么属性。在几乎所有的LDAP服务器中，你都要根据自己的需要扩展基本的LDAP目录的功能，创建新的对象类型或者扩展现存的对象类型。
条目中的记录通过objectclass实现分类，objectClass是一个继承性的类定义，每一个类定义指定必须具备的属性。如某一条目指定必须符合某个类型，则它必须具备超类所指定的属性。
通过objectclass分类，分散的条目中的记录就实际上建立了一个索引结构，为高速的读查询打下了基础。Objectclass也是过滤器的主要查询对象。
5 过滤器和语法
LDAP是一个查询为主的记录结构，无论是何种查询方式，最终都由过滤器缺点查询的条件。过滤器相当于SQL中的WHERE子句。任何LDAP的类过滤和字符串都必须放在括号内，如（objectclass=*）,指列出所有类型的记录（不过分类）。
可以使用=，>=，<=，~=（约等于）进行比较，如(number<=100)。合并条件是最怪的，必须把操作符放在两个操作对象的前面而不是中间，单一操作对象用括号括起来。如
l A与B，不是A&B，而是（&(A)(B)）。
l 或使用"|"表示；
l 非使用"！"表示。
l 对于"与"，或"或"在操作符后可以跟多个条件表达式，但非后则只参是单个表达式。
详见RFC1558。
6 树移植
LDAP最重要的特性和要求并不是读性能，而是扩展性。这一特性是通过树移植和树复制实现的。按LDAP的RFC要求，LDAP目录应该可以任意地在不同的目录间连接、合并并实现自动复制，及自动性同步。这意味着用户可以在任一LDAP中访问条目，而不用管其中某一部分是否复制自全世界另一目录中的记录，同时另一目录中的记录同样在正常运作。
这一特性如果在关系数据库中实现，意味着要使用程序化的非规范化预复制。类似于汇总帐目的设计。
7 LDIF交换文件
LDIF是LDAP约定的记录交换格式，以平面文本的形式存在，是大部分LDAP内容交换的基础，如拷贝、添加、修改等操作，都是基于LDIF文件进行操作。
8 Java或CORBA对象串行化存储
网络高效率的访问加上JAVA的跨平台能力，当把JAVA或CORBA对象串行化后存储到LDAP目录上时，可以产生非同一般的集成效果--实际上，这正是EJB和.NET的网络定位基础技术。
使用JAVA或CORBA对象存储时，必须首先让LDAP服务支持该对象定义，也就是说包含qmail.schema或corba.schema。
JAVA必须存储在objectclass=javacontainer的条目中，而且必须带有cn属性，这意味着除非该JAVA类专门实现了DirContext接口，对于大多数JAVA类来说，只能采用DirContext代替Context实现bind的添加操作。取出JAVA类相对要简单得多，只需使用context.lookup()获得该对象的句柄，然后强制造型成所需要的对象就可以了,如：
Person p=(Person)contex.lookup("cn=elvis,dc=daifu,dc=com");
这个句法在EJB的程序中，是经常用到的。
使用CORBA的跨语言性质，使用CORBA存储对象比JAVA更加诱人，这意味着所存储的对象可以被任何语言编写的客户端访问。其实，微软的.net说到底也非常简单，无非是把COM对象存储到微软自家的目录ActiveDirectory里面，从而可以在网络范围内使用任何微软平台的语言进行对象访问而已。众所周知，COM就是与CORBA相对的微软规范。
使用对象串行化技术，可以把常用对象如某个打印机，某个客户直接存储到LDAP中，然后快速获取该对象的引用，这样，就比把对象信息存储到关系数据库中，分别取出属性，然后再初始化对象操作的做法，效率要高得多了。这是LDAP目前比普通关系数据库存储要优秀的地方，而对象数据库还不成熟。