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一、kubernetes API访问控制

1、UserAccount与ServiceAccount

（1）ServiceAccount

（2）示例

二、认证（在k8s中建立认证用户）

1、创建UserAccount

2、RBAC（Role Based Access Control）

（1）基于角色访问控制授权

（2）role授权实施

（3）clusterrole授权实施

（4）服务账户的自动化

一、kubernetes API访问控制

Authentication（认证）

  • 认证方式现共有8种，可以启用一种或多种认证方式，只要有一种认证方式通过，就不再进行其它方式的认证。通常启用X509 Client Certs和Service Accout Tokens两种认证方式。

  • Kubernetes集群有两类用户：由Kubernetes管理的Service Accounts （服务账户）和（Users Accounts） 普通账户。k8s中账号的概念不是我们理解的账号，它并不真的存在，它只是形式上存在。

Authorization（授权）

  • 必须经过认证阶段，才到授权请求，根据所有授权策略匹配请求资源属性，决定允许或拒绝请求。授权方式现共有6种，AlwaysDeny、AlwaysAllow、ABAC、RBAC、Webhook、Node。默认集群强制开启RBAC。

Admission Control（准入控制）

  • 用于拦截请求的一种方式，运行在认证、授权之后，是权限认证链上的最后一环，对请求API资源对象进行修改和校验。

1、UserAccount与ServiceAccount

  • 用户账户是针对人而言的。 服务账户是针对运行在 pod 中的进程而言的。

  • 用户账户是全局性的。 其名称在集群各 namespace 中都是全局唯一的，未来的用户资源不会做 namespace 隔离， 服务账户是 namespace 隔离的。

  • 集群的用户账户可能会从企业数据库进行同步，其创建需要特殊权限，并且涉及到复杂的业务流程。 服务账户创建的目的是为了更轻量，允许集群用户为了具体的任务创建服务账户 ( 即权限最小化原则 )。

（1）ServiceAccount

  • 服务账户控制器（Service account controller）

    • 服务账户管理器管理各命名空间下的服务账户

    • 每个活跃的命名空间下存在一个名为 “default” 的服务账户

  • 服务账户准入控制器（Service account admission controller）

    • 相似pod中 ServiceAccount默认设为 default。

    • 保证 pod 所关联的 ServiceAccount 存在，否则拒绝该 pod。

    • 如果pod不包含ImagePullSecrets设置那么ServiceAccount中的ImagePullSecrets 被添加到pod中

    • 将挂载于 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 的 volumeSource 添加到 pod 下的每个容器中

    • 将一个包含用于 API 访问的 token 的 volume 添加到 pod 中

# 建立名字为admin的ServiceAccount
[root@k8s-master auth]# kubectl create sa admin
serviceaccount/admin created
[root@k8s-master auth]# kubectl describe sa admin 
Name:                admin
Namespace:           default
Labels:              <none>
Annotations:         <none>
Image pull secrets:  <none>
Mountable secrets:   <none>
Tokens:              <none>
Events:              <none>

# 建立secrets
[root@k8s-master auth]# kubectl create secret docker-registry docker-login --docker-username admin --docker-password zx --docker-server reg.zx.org --docker-email zx@zx.org
secret/docker-login created
[root@k8s-master auth]# kubectl describe secrets docker-login 
Name:         docker-login
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Type:  kubernetes.io/dockerconfigjson

Data
====
.dockerconfigjson:  103 bytes

# 将secrets注入到sa中
[root@k8s-master auth]# kubectl edit sa admin 
serviceaccount/admin edited
添加“
imagePullSecrets:
- name: docker-login
”

[root@k8s-master auth]# kubectl describe sa admin 
Name:                admin
Namespace:           default
Labels:              <none>
Annotations:         <none>
Image pull secrets:  docker-login
Mountable secrets:   <none>
Tokens:              <none>
Events:              <none>

（2）示例

# 建立私有仓库并且利用pod访问私有仓库
# 在创建pod时会镜像下载会受阻，因为docker私有仓库下载镜像需要认证
[root@k8s-master ~]# mkdir auth
[root@k8s-master ~]# cd auth/
[root@k8s-master auth]# vim pod1.yml
[root@k8s-master auth]# kubectl apply -f pod1.yml 
pod/test1 created
[root@k8s-master auth]# kubectl describe pod test1 
[root@k8s-master auth]# cat pod1.yml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: test1
  name: test1
spec:
  containers:
  - image: reg.zx.org/zx/game2048:latest
    name: test1


# pod绑定sa
[root@k8s-master auth]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: testpod
spec:
  serviceAccountName: admin
  containers:
  - image: reg.zx.org/zx/nginx:latest
    name: testpod

[root@k8s-master auth]# kubectl apply -f pod1.yml
[root@k8s-master auth]# kubectl get pods
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
testpod   1/1     Running   0          2s
#curl 请求到私有镜像仓库 reg.zx.org 时，遇到了 SSL 证书问题，因为使用了自签名证书
1、跳过SSL证书验证
curl -k -I https://reg.zx.org
#在 Docker 的配置文件中添加一个选项，允许不验证该私有仓库的证书
[root@docker-node1 ~]# vim /etc/docker/daemon.json
添加以下内容
{
  "insecure-registries" : ["reg.zx.org"]
}
保存文件后，重启 Docker

[root@docker-node1 ~]# systemctl daemon-reload
[root@docker-node1 ~]# systemctl restart docker
[root@k8s-master auth]# systemctl restart kubelet

2、将自签名证书添加到受信任的证书存储中
# 获取自签名证书
openssl s_client -showcerts -connect reg.zx.org:443 </dev/null 2>/dev/null | openssl x509 -outform PEM > reg.zx.org.crt
# 将证书添加到受信任的证书存储中，将下载的 .crt 文件复制到 /etc/pki/ca-trust/source/anchors/ 目录（CentOS/RHEL 系统）。如果是 Ubuntu 或 Debian，放置在 /usr/local/share/ca-certificates/ 目录下。
[root@docker-node1 harbor]# cp reg.zx.org.crt /etc/pki/ca-trust/source/anchors/

# 更新证书存储
在 CentOS/RHEL 系统上，运行以下命令更新证书存储：update-ca-trust
在 Ubuntu/Debian 系统上，运行以下命令：update-ca-certificates

[root@docker-node1 anchors]# update-ca-trust
# 重启 Docker 由于 Docker 守护进程需要读取受信任的证书，请重启 Docker
[root@docker-node1 anchors]# systemctl restart docker

[root@k8s-master auth]# cd /etc/pki/ca-trust/source/anchors/
[root@k8s-master anchors]# ll
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 2126 Sep 20 09:48 reg.zx.org.crt
[root@k8s-master anchors]# update-ca-trust
[root@k8s-master anchors]# systemctl restart docker

二、认证（在k8s中建立认证用户）

1、创建UserAccount

#建立证书
[root@k8s-master auth]# cd /etc/kubernetes/pki/
[root@k8s-master pki]# openssl genrsa -out zx.key 2048
[root@k8s-master pki]# openssl req -new -key zx.key -out zx.csr -subj "/CN=zx"
[root@k8s-master pki]# openssl x509 -req -in zx.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out zx.crt -days 365
Certificate request self-signature ok
subject=CN = zx
[root@k8s-master pki]# openssl x509 -in zx.crt -text -noout

#建立k8s中的用户
[root@k8s-master pki]# kubectl config set-credentials zx --client-certificate /etc/kubernetes/pki/zx.crt --client-key /etc/kubernetes/pki/zx.key --embed-certs=true
User "zx" set.
[root@k8s-master pki]# kubectl config set-context zx@kubernetes --cluster=kubernetes --user=zx
Context "zx@kubernetes" created.
[root@k8s-master pki]# kubectl config view
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA+OMITTED
    server: https://172.25.254.200:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
- context:
    cluster: kubernetes
    user: zx
  name: zx@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: DATA+OMITTED
    client-key-data: DATA+OMITTED
- name: zx
  user:
    client-certificate-data: DATA+OMITTED
    client-key-data: DATA+OMITTED

# 为用户创建集群的安全上下文
[root@k8s-master pki]# kubectl config set-context zx@kubernetes --cluster kubernetes --user zx
Context "zx@kubernetes" modified.
#切换用户，用户在集群中只有用户身份没有授权
[root@k8s-master pki]# kubectl config use-context zx@kubernetes 
Switched to context "zx@kubernetes".

[root@k8s-master pki]# kubectl get pods
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "zx" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"

#切换会集群管理
[root@k8s-master pki]# kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes 
Switched to context "kubernetes-admin@kubernetes".
#如果需要删除用户
[root@k8s-master pki]# kubectl config delete-user zx
deleted user zx from /etc/kubernetes/admin.conf

2、RBAC（Role Based Access Control）

（1）基于角色访问控制授权

  • 允许管理员通过Kubernetes API动态配置授权策略。RBAC就是用户通过角色与权限进行关联。

  • RBAC只有授权，没有拒绝授权，所以只需要定义允许该用户做什么即可

  • RBAC的三个基本概念

    • Subject：被作用者，它表示k8s中的三类主体， user， group， serviceAccount

    • Role：角色，它其实是一组规则，定义了一组对 Kubernetes API 对象的操作权限。

    • RoleBinding：定义了“被作用者”和“角色”的绑定关系

  • RBAC包括四种类型：Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

  • Role 和 ClusterRole

    • Role是一系列的权限的集合，Role只能授予单个namespace 中资源的访问权限。

    • ClusterRole 跟 Role 类似，但是可以在集群中全局使用。

    • Kubernetes 还提供了四个预先定义好的 ClusterRole 来供用户直接使用

      • cluster-amdin、admin、edit、view

（2）role授权实施

[root@k8s-master ~]# mkdir rbac
[root@k8s-master ~]# cd rbac/
#生成role的yaml文件
[root@k8s-master rbac]# kubectl create role myrole --dry-run=client --verb=get --resource pods -o yaml > myrole.yml
[root@k8s-master rbac]# vim myrole.yml     #更改文件内容
[root@k8s-master rbac]# cat myrole.yml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  creationTimestamp: null
  name: myrole
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
  - watch
  - list
  - create
  - update
  - path
  - delete
[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f myrole.yml     #创建role
role.rbac.authorization.k8s.io/myrole created
[root@k8s-master rbac]# kubectl describe role myrole 
Name:         myrole
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
PolicyRule:
  Resources  Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------  -----------------  --------------  -----
  pods       []                 []              [get watch list create update path delete]

#建立角色绑定
[root@k8s-master rbac]# kubectl create rolebinding zx --role myrole --namespace default --user zx --dry-run=client -o yaml > rolebinding-myrole.yml
[root@k8s-master rbac]# vim rolebinding-myrole.yml 
[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f rolebinding-myrole.yml 
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/zx created
[root@k8s-master rbac]# kubectl get rolebindings.rbac.authorization.k8s.io zx
NAME   ROLE          AGE
zx     Role/myrole   10s
[root@k8s-master rbac]# cat rolebinding-myrole.yml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: zx
  namespace: default
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name: myrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: zx

#切换用户测试授权
[root@k8s-master rbac]# kubectl config use-context zx@kubernetes 
Switched to context "zx@kubernetes".
[root@k8s-master rbac]# kubectl get pods
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test-pod   1/1     Running   0          20m

#只针对pod进行了授权，所以svc依然不能操作
[root@k8s-master rbac]# kubectl get svc
Error from server (Forbidden): services is forbidden: User "zx" cannot list resource "services" in API group "" in the namespace "default"

#切换回管理员
[root@k8s-master rbac]# kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes 
Switched to context "kubernetes-admin@kubernetes".

（3）clusterrole授权实施

# 建立集群角色
[root@k8s-master rbac]# kubectl create clusterrole myclusterrole --resource=deployment --verb get --dry-run=client -o yaml > myclusterrole.yml
[root@k8s-master rbac]# vim myclusterrole.yml 
[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f myclusterrole.yml 
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/myclusterrole created
[root@k8s-master rbac]# kubectl describe clusterrole myclusterrole
Name:         myclusterrole
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
PolicyRule:
  Resources         Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------         -----------------  --------------  -----
  pods              []                 []              [get list watch create update path delete]
  deployments.apps  []                 []              [get list watch create update path delete]
[root@k8s-master rbac]# cat myclusterrole.yml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  creationTimestamp: null
  name: myclusterrole
rules:
- apiGroups:
  - apps
  resources:
  - deployments
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
  - create
  - update
  - path
  - delete
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
  - create
  - update
  - path
  - delete

#建立集群角色绑定
[root@k8s-master rbac]# kubectl create clusterrolebinding clusterrolebind-myclusterrole --clusterrole myclusterrole  --user zx --dry-run=client -o yaml > clusterrolebind-myclusterrole.yml
[root@k8s-master rbac]# vim clusterrolebind-myclusterrole.yml
[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f clusterrolebind-myclusterrole.yml 
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/clusterrolebind-myclusterrole created
[root@k8s-master rbac]# kubectl describe clusterrolebindings.rbac.authorization.k8s.io clusterrolebind-myclusterrole
Name:         clusterrolebind-myclusterrole
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Role:
  Kind:  ClusterRole
  Name:  myclusterrole
Subjects:
  Kind  Name  Namespace
  ----  ----  ---------
  User  zx    

[root@k8s-master rbac]# cat clusterrolebind-myclusterrole.yml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: clusterrolebind-myclusterrole
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: myclusterrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: zx

# 测试
[root@k8s-master rbac]# kubectl get pods -A
[root@k8s-master rbac]# kubectl get deployments.apps -A
[root@k8s-master rbac]# kubectl get svc -A
[root@k8s-master rbac]# kubectl get svc -A
Error from server (Forbidden): services is forbidden: User "zx" cannot list resource "services" in API group "" at the cluster scope
#切换回管理员
[root@k8s-master rbac]# kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes

（4）服务账户的自动化

服务账户准入控制器（Service account admission controller）

  • 如果该 pod 没有 ServiceAccount 设置，将其 ServiceAccount 设为 default。

  • 保证 pod 所关联的 ServiceAccount 存在，否则拒绝该 pod。

  • 如果 pod 不包含 ImagePullSecrets 设置，那么 将 ServiceAccount 中的 ImagePullSecrets 信息添加到 pod 中。

  • 将一个包含用于 API 访问的 token 的 volume 添加到 pod 中。

  • 将挂载于 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 的 volumeSource 添加到 pod 下的每个容器中。

服务账户控制器（Service account controller）

  • 服务账户管理器管理各命名空间下的服务账户，并且保证每个活跃的命名空间下存在一个名为 “default” 的服务账户

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