k8s-API 访问控制

目录

[一 kubernetes API 访问控制](#一 kubernetes API 访问控制)

[1.1 UserAccount与ServiceAccount](#1.1 UserAccount与ServiceAccount)

[1.1.1 ServiceAccount](#1.1.1 ServiceAccount)

[1.1.2 ServiceAccount示例：](#1.1.2 ServiceAccount示例：)

[二 认证(在k8s中建立认证用户)](#二 认证(在k8s中建立认证用户))

[2.1 创建UserAccount](#2.1 创建UserAccount)

[2.2 RBAC（Role Based Access Control）](#2.2 RBAC（Role Based Access Control）)

[2.2.1 基于角色访问控制授权：](#2.2.1 基于角色访问控制授权：)

[2.2.2 role授权实施](#2.2.2 role授权实施)

[2.2.3 clusterrole授权实施](#2.2.3 clusterrole授权实施)

[2.2.4 服务账户的自动化](#2.2.4 服务账户的自动化)

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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。

1.1 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 )。

1.1.1 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

1.1.2 ServiceAccount示例：

建立名字为admin的ServiceAccount

[root@k8s-master ~]# kubectl create sa howe
serviceaccount/howe created

[root@k8s-master ~]# kubectl get sa
NAME      SECRETS   AGE
default   0         7d9h
howe      0         24m

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

建立secrets

[root@k8s-master ~]# kubectl create secret docker-registry docker-login --docker-username admin --docker-password redhat --docker-server reg.exam.com --docker-email howe@howe.com
secret/docker-login created

[root@k8s-master ~]# kubectl describe secrets docker-login 
Name:         docker-login
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Type:  kubernetes.io/dockerconfigjson

Data
====
.dockerconfigjson:  117 bytes

将secrets注入到sa中

[root@k8s-master ~]# kubectl edit sa howe
apiVersion: v1
imagePullSecrets:			#注入
- name: docker-login		#
kind: ServiceAccount
metadata:
  creationTimestamp: "2024-09-10T12:10:28Z"
  name: howe
  namespace: default
  resourceVersion: "329362"
  uid: 94fb5724-b7fd-4464-841a-97cb01b802d1
  
[root@k8s-master ~]# kubectl describe sa howe
Name:                howe
Namespace:           default
Labels:              <none>
Annotations:         <none>
Image pull secrets:  docker-login
Mountable secrets:   <none>
Tokens:              <none>
Events:              <none>

建立私有仓库并且利用pod访问私有仓库

#已经建立名为api的仓库	上传nginx镜像
[root@k8s-master ~]# docker tag nginx:latest reg.exam.com/api/nginx
[root@k8s-master ~]# docker push reg.exam.com/api/nginx

[root@k8s-master ~]# kubectl run testpod --image api/nginx
pod/testpod created

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

#如果显示为未拉取 是因为认证未通过 未将secrets注入到sa中
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods 
NAME		READY   	STATUS    			RESTARTS      AGE
testpod		0/1     	ImagePullBackOff 	 0             25s

#如果认证通过 会显示running
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods 
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS      AGE
testpod                     1/1     Running   0             25s

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

pod绑定sa

[root@k8s-master auth]# vim example1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: testpod
spec:
  serviceAccountName: howe			#指定了这个 Pod 要使用的服务账号为 howe
  containers:
  - image: reg.exam.com/api/nginx:latest	#制定私有仓库
    name: testpod
    
[root@k8s-master auth]# kubectl apply -f example1.yml 
pod/testpod created

[root@k8s-master auth]# kubectl get pods 
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS      AGE
testpod                     1/1     Running   0             11s

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二 认证(在k8s中建立认证用户)

2.1 创建UserAccount

#建立证书
[root@k8s-master auth]# cd /etc/kubernetes/pki/
[root@k8s-master pki]# openssl genrsa -out howe.key 2048	#建立key

[root@k8s-master pki]# openssl req -new -key howe.key -out howe.csr -subj "/CN=superhowe"
#openssl req -new：表示生成一个新的证书签名请求。
-key howe.key：指定用于生成 CSR 的私钥文件为 howe.key。
-out howe.csr：指定输出的 CSR 文件为 howe.csr。
-subj "/CN=superhowe"：设置证书的主题，这里指定通用名称（Common Name）为 superhowe

#生成证书
[root@k8s-master pki]# openssl x509 -req  -in howe.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial  -out howe.crt -days 365
Certificate request self-signature ok
subject=CN = superhowe

#查看证书
[root@k8s-master pki]# openssl x509 -in howe.crt -text -noout

建立k8s中的用户

#建立k8s中的用户
[root@k8s-master pki]# kubectl config set-credentials howe --client-certificate /etc/kubernetes/pki/howe.crt --client-key /etc/kubernetes/pki/howe.key --embed-certs=true
User "howe" set.

#补充参数 --embed-certs=true
[root@k8s-master pki]# cat ~/.bash_profile 
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
表示将证书嵌入到配置中，这样配置文件可以更加自包含，无需依赖外部的证书文件


[root@k8s-master pki]# kubectl config view 
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA+OMITTED
    server: https://172.25.250.100:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: howe
  user:
    client-certificate-data: DATA+OMITTED
    client-key-data: DATA+OMITTED
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: DATA+OMITTED
    client-key-data: DATA+OMITTED

切换用户，用户在集群中只有用户身份没有授权

#切换 Kubernetes 上下文到名为 howe@kubernetes 的上下文
[root@k8s-master pki]# kubectl config use-context howe@kubernetes
error: no context exists with the name: "howe@kubernetes"

#以上报错不存在  需要先设置上下文
[root@k8s-master pki]# kubectl config set-context howe@kubernetes --cluster kubernetes --user howe
Context "howe@kubernetes" created.

[root@k8s-master pki]# kubectl config use-context howe@kubernetes
Switched to context "howe@kubernetes".

#只通过认证 并未集群授权
[root@k8s-master pki]# kubectl get pods 
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "superhowe" 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 howe 
deleted user howe from /etc/kubernetes/admin.conf

2.2 RBAC（Role Based Access Control）

2.2.1 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

2.2.2 role授权实施

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

更改文件内容

[root@k8s-master rbac]# vim 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

创建role

[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f myrole.yml 
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 howe --role myrole --namespace default --user howe --dry-run=client -o yaml > rolebinding-myrole.yml

[root@k8s-master rbac]# vim rolebinding-myrole.yml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: howe
  namespace: default				#角色绑定必须指定namespace
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name: myrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: howe
  
[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f rolebinding-myrole.yml 
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/howe created

[root@k8s-master rbac]# kubectl get rolebindings.rbac.authorization.k8s.io howe 
NAME   ROLE          AGE
howe   Role/myrole   17s

切换用户测试授权

[root@k8s-master rbac]# kubectl config use-context howe@kubernetes 
Switched to context "howe@kubernetes".

[root@k8s-master rbac]# kubectl get pods
No resources found in default namespace.

#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 "system:anonymous" 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".

2.2.3 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 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  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

[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]

建立集群角色绑定

[root@k8s-master rbac]# kubectl create clusterrolebinding clusterrolebind-myclusterrole --clusterrole myclusterrole --user howe --dry-run=client -o yaml > clusterrolebind-myclusterrole.yml

[root@k8s-master rbac]# vim 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: howe


[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  howe  

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

2.2.4 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