kubernetes(七)--安全机制

一、安全机制说明

Kubernetes 作为一个分布式集群的管理工具，保证集群的安全性是其一个重要的任务。API Server 是集群内部各个组件通信的中介，也是外部控制的入口。所以 Kubernetes 的安全机制基本就是围绕保护 API Server 来设计的。Kubernetes 使用了认证（Authentication）、鉴权（Authorization）、准入控制（AdmissionControl）三步来保证API Server的安全

二、认证--Authentication

2.1、认证的方式

1）HTTP Token 认证

通过一个 Token 来识别合法用户

HTTP Token 的认证是用一个很长的特殊编码方式的并且难以被模仿的字符串 - Token 来表达客户的一种方式。Token 是一个很长的很复杂的字符串，每一个 Token 对应一个用户名存储在 API Server 能访问的文件中。当客户端发起 API 调用请求时，需要在 HTTP Header 里放入 Token

2）HTTP Base 认证

通过用户名+密码的方式认证

用户名+密码用 BASE64 算法进行编码后的字符串放在 HTTP Request 中的 HeatherAuthorization 域里发送给服务端，服务端收到后进行编码，获取用户名及密码

3）HTTPS 证书认证

最严格，基于 CA 根证书签名的客户端身份认证方式

2.2、认证组件

2.2.1、两种类型

Kubenetes 组件对 API Server 的访问：kubectl、Controller Manager、Scheduler、kubelet、kube-proxy

Kubernetes 管理的 Pod 对容器的访问：Pod（dashborad 也是以 Pod 形式运行）

2.2.2、安全性说明

Controller Manager、Scheduler 与 API Server 在同一台机器，所以直接使用 API Server 的非安全端口访问，--insecure-bind-address=127.0.0.1

kubectl、kubelet、kube-proxy 访问 API Server 就都需要证书进行 HTTPS 双向认证

2.2.3、证书颁发

手动签发：通过 k8s 集群的跟 ca 进行签发 HTTPS 证书

自动签发：kubelet 首次访问 API Server 时，使用 token 做认证，通过后，Controller Manager 会为kubelet 生成一个证书，以后的访问都是用证书做认证了

2.3、kubeconfig

kubeconfig 文件包含集群参数（CA证书、API Server地址），客户端参数（上面生成的证书和私钥），集群context 信息（集群名称、用户名）。Kubenetes 组件通过启动时指定不同的 kubeconfig 文件可以切换到不同的集群

[root@k8s-master01 ~]# cd .kube/
[root@k8s-master01 .kube]# ls
cache  config  http-cache
[root@k8s-master01 .kube]# cat config 
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: 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
    server: https://10.0.0.11:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: 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
    client-key-data: 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

2.4、ServiceAccount

Pod中的容器访问API Server。因为Pod的创建、销毁是动态的，所以要为它手动生成证书就不可行了。Kubenetes使用了Service Account解决Pod 访问API Server的认证问题

2.5、Secret 与 SA 的关系

Kubernetes 设计了一种资源对象叫做 Secret，分为两类，一种是用于 ServiceAccount 的 service-account-token，另一种是用于保存用户自定义保密信息的 Opaque。ServiceAccount 中用到包含三个部分：Token、ca.crt、namespace

token是使用 API Server 私钥签名的 JWT。用于访问API Server时，Server端认证
ca.crt，根证书。用于Client端验证API Server发送的证书
namespace, 标识这个service-account-token的作用域名空间

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get secret --all-namespaces
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe secret default-token-5gm9r --namespace=kube-system

默认情况下，每个 namespace 都会有一个 ServiceAccount，如果 Pod 在创建时没有指定 ServiceAccount，就会使用 Pod 所属的 namespace 的 ServiceAccount

2.6、总结

三、鉴权--Authorization

上面认证过程，只是确认通信的双方都确认了对方是可信的，可以相互通信。而鉴权是确定请求方有哪些资源的权限。API Server 目前支持以下几种授权策略（通过 API Server 的启动参数 “--authorization-mode” 设置）

AlwaysDeny：表示拒绝所有的请求，一般用于测试
AlwaysAllow：允许接收所有请求，如果集群不需要授权流程，则可以采用该策略
ABAC（Attribute-Based Access Control）：基于属性的访问控制，表示使用用户配置的授权规则对用户请求进行匹配和控制
Webbook：通过调用外部 REST 服务对用户进行授权
RBAC（Role-Based Access Control）：基于角色的访问控制，现行默认规则（常用）

3.1、RBAC 授权模式

RBAC（Role-Based Access Control）基于角色的访问控制，在 Kubernetes 1.5 中引入，现行版本成为默认标准。相对其它访问控制方式，拥有以下优势：

对集群中的资源和非资源均拥有完整的覆盖
整个 RBAC 完全由几个 API 对象完成，同其它 API 对象一样，可以用 kubectl 或 API 进行操作
可以在运行时进行调整，无需重启 API Server

3.2、RBAC 的 API 资源对象说明

RBAC 引入了 4 个新的顶级资源对象：Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding，4 种对象类型均可以通过 kubectl 与 API 操作

需要注意的是 Kubenetes 并不会提供用户管理，那么 User、Group、ServiceAccount 指定的用户又是从哪里来的呢？ Kubenetes 组件（kubectl、kube-proxy）或是其他自定义的用户在向 CA 申请证书时，需要提供一个证书请求文件

API Server会把客户端证书的CN字段作为User，把names.O字段作为Group

kubelet 使用 TLS Bootstaping 认证时，API Server 可以使用 Bootstrap Tokens 或者 Token authenticationfile 验证=token，无论哪一种，Kubenetes 都会为 token 绑定一个默认的 User 和 Group

Pod使用 ServiceAccount 认证时，service-account-token 中的 JWT 会保存 User 信息

有了用户信息，再创建一对角色/角色绑定(集群角色/集群角色绑定)资源对象，就可以完成权限绑定了

来源：https://www.cnblogs.com/hujinzhong/p/12266941.html

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