k8s的安全机制,分布式集群管理工具,就是容器编排。安全机制的核心:APIserver。为整个集群内部通信的中介,也是外控控制的入口。所有的机制都是围绕apiserver来进行设计:

请求api资源:

1、认证

2、鉴权

3、准入机制

三个条件都通过,才可以在k8s集群当中创建。

认证

认证:Authentcation

HTTP TOKEN:通过token识别合法用户。tocken是一个很长很复杂的字符串,字符串是用来表达客户的一种方1、式。每一个token对应一个用户名,用户名存储在apiserver能够访问的文件中。

客户端发起请求时,http heard包含token

客户端发起请求---------------token-------------apiserver(用户存储文件)--------------解码--------------用户名--------------访问集群。

2、http base:用户+密码的验证方式。用户和密码都是通过base64进行加密,加密完成的字符串,http request的headr Authorization发送给服务端。服务端收到加密字符串,解码,获取用户名和密码,验证通过,登录成功。

3、https证书:最严重的方式,也是最严谨的方式,基于CA根证书签名的用户端身份进行验证。

认证的访问类型:

k8s组件对api server组件的访问:kubelet kube-proxy

pod对APl server的访问。pod coredns、dashboard都是pod,也需要访问api

客户端访问、kubectl访问

kubelet kube-proxy controller manager sheduler 与apiserver在一台服务器,可以直接使用api server的非安全端口访问。

kubectl kubelet kube-proxy 都是通过apiserver的https证书,进行双向验证,都是用6443端口进行验证。

签发证书的方式

1、手动签发:二进制部署就是手动签发,CA签发----把证书匹配到每个对应组件,然后访问6443即可

2、自动签发:kubeadm,kubelet第一次访问api server使用token,token通过之后,controller manager会为kubelet生成一个证书以后都是通过证书访问。kubeadm修改了证书的有效期,默认1年。

3、kubeconfig文件包含集群的参数,CA证书,APIserver地址,客户端的证书(客户端的证书和私钥),集群的名称和用户名。

k8s组件通过启动时指定访问不同的kubeconfig,可以访问不同的集群--------apiserver-----------namespace--------资源对象------pod--------容器

kubeconfig既是集群的描述文件,也是一个集群信息的保存文件,包含了集群的访问方式和认证信息

~/.kube/config 保存的时kubectl的访问认证信息

4、serviceAccount:就是为了方便pod中的容器访问apiserver。pod的一切动作(增删查改)动态的,每个pod需要手动生成一个证书,使用serviceAccount来进行循环认证,service Account 里面包含了统一的认证信息,直接进行api server访问。

5、secret:保存资源对象、保存的是自定义的保密信息。

serviceAccount保存的是token service-account-token

serviceAccount的组成部分

1、token

2、ca.crt

3、namespace

这三个部分都会被自动挂载到pod当中

认证

鉴权:之前的认证过程只是确认了双方都是可信的。可以互相通信。健全是为了确定请求方的访问权限。

能做哪些指定的操作。这些操作都是由鉴权来决定的。

通俗来讲:能做那些操作。

鉴权的策略

1、AlwayDeny:拒绝所有,一般测试

2、AlwaysAllow:允许所有,应用测试

3、ABAC attribute-based access control 基于属性的访问控制

4、webhook:外部访问集群内部的的鉴权方式

5、RBAC role-based access control 基于角色的控制访问控制,也是k8s现在默认的规则机制。

角色:

role: 指定密码空间的资源控制限制

rolebind:将角色绑定到指定的命名空间

集群

clusterrole:可以授权所有命名空问的资源控制权限

clusterrolebinding:将集群的角色绑定到命名空间

准入控制:

准入控制是apiserver的一个准入控制器的插件列表,不同的插件可以实现不同的准入控制机制。

一般情况下,建议使用官方默认的准入控制器 limitRanger(命名空间的配额管理)、serviceAccount、resourceQuota(命名空间的配额限制)都属于准入控制器。

3、实验,实现不同用户管理自己的命名空间

实验举例

实验目的:实现不同用户管理自己的命名空间

认证--->---鉴权--->---准入机制

命名空间: lucky-cloud

上传证书文件并赋权

useradd lucky
passwd lucky
#创建一个用户
 
mkdir lucky
cd /usr/local/bin/
chmod +x cfssl*
 
vim user-cert.sh
cat > lucky-csr.json <<EOF
{
 "CN": "lucky",
 "hosts": [],
 "key": {
   "algo": "rsa",
   "size": 2048
},
 "names": [
  {
   "C": "CN",
   "ST": "Nanjing",
   "O": "k8s",
   "OU": "system"
   }
  ]
}
  EOF
 
chmod +x user-cert.sh
./user-cert.sh
 
cd /etc/kubernetes/pki/
cfssl gencert -ca=ca.crt -ca-key=ca.key -profile=kubernetes /opt/lucky/lucky-csr.json | cfssljson -bare lucky
#基于设定的信息,创建一个认证证书

cd /opt/lucky
 
vim rbac-kubeconfig.sh
APISERVER=$1
# 设置集群参数
export KUBE_APISERVER="https://$APISERVER:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
  --embed-certs=true \
  --server=${KUBE_APISERVER} \
  --kubeconfig=lucky.kubeconfig
 
# 设置客户端认证参数
kubectl config set-credentials lucky \
  --client-key=/etc/kubernetes/pki/lucky-key.pem \
  --client-certificate=/etc/kubernetes/pki/lucky.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=lucky.kubeconfig
 
# 设置上下文参数
kubectl config set-context kubernetes \
  --cluster=kubernetes \
  --user=lucky \
  --namespace=lucky-cloud \
  --kubeconfig=lucky.kubeconfig
  
kubectl create namespace lucky-cloud
chmod +x rbac-kubeconfig.sh
./rbac-kubeconfig.sh 192.168.10.10
#此处为master的ip
 
# 使用上下文参数生成 lucky.kubeconfig 文件
kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=lucky.kubeconfig
 
//查看证书
cat lucky.kubeconfig

mkdir /home/lucky/.kube
cp lucky.kubeconfig /home/lucky/.kube/config
chown -R lucky:lucky /home/lucky/.kube/
 
 
//RBAC授权
vim rbac.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: lucky-cloud
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list", "create"]
 
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: read-pods
  namespace: lucky-cloud
subjects:
- kind: User
  name: lucky
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: pod-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  
  
kubectl apply -f rbac.yaml
 
kubectl get role,rolebinding -n lucky-cloud

//切换用户,测试操作权限
su - lucky
 
vim pod-test.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
 
 
kubectl create -f pod-test.yaml
 
kubectl get pods -o wide

//访问 svc 资源就会被拒绝
kubectl get svc
 
//也无法访问 default 命名空间
kubectl get pods -n default
 
//使用 root 用户查看
kubectl get pods -n lucky-cloud -o wide
 
//也可以通过绑定 admin 角色,来获得管理员权限
kubectl create rolebinding lucky-admin-binding --clusterrole=admin --user=lucky --namespace=lucky

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