Kubernetes访问控制

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。

访问k8s的API Server的客户端主要分为两类:

• kubectl :用户家目录中的 .kube/config 里面保存了客户端访问API Server的密钥相关信息,这样当用kubectl访问k8s时,它就会自动读取该配置文件,向API Server发起认证,然后完成操作请求。
• pod:Pod中的进程需要访问API Server,如果是人去访问或编写的脚本去访问,这类访问使用的账号为:UserAccount;而Pod自身去连接API Server时,使用的账号是:ServiceAccount,生产中后者使用居多。

kubectl向apiserver发起的命令,采用的是http方式,其实就是对URL发起增删改查的操作。

kubectl proxy --port=8888 &
curl http://localhost:8888/api/v1/namespaces/default
curl http://localhost:8888/apis/apps/v1/namespaces/default/deployments

以上两种api的区别是:

• api它是一个特殊链接,只有在核心v1群组中的对象才能使用。
• apis 它是一般API访问的入口固定格式名。

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。
• 通常情况下,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 )。

创建serviceaccount:

kubectl create serviceaccount admin

kubectl describe sa admin         ##此时k8s为用户自动生成认证信息,但没有授权

添加secrets到serviceaccount中

kubectl patch serviceaccount admin -p '{"imagePullSecrets": [{"name":
"myregistrykey"}]}'

把serviceaccount和pod绑定起来:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: reg.harbor.com/library/game2048
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
  serviceAccountName: admin

将认证信息添加到serviceAccount中,要比直接在Pod指定imagePullSecrets要安全很多。

创建UserAccount:

cd /etc/kubernetes/pki/
openssl genrsa -out test.key 2048
openssl req -new -key test.key -out test.csr -subj "/CN=test"
openssl x509 -req -in test.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out test.crt -days 365
openssl x509 -in test.crt -text -noout
kubectl config set-credentials test --client-certificate=/etc/kubernetes/pki/test.crt --client-key=/etc/kubernetes/pki/test.key --embed-certs=true
kubectl config view
kubectl config set-context test@kubernetes --cluster=kubernetes --user=test
kubectl config use-context test@kubernetes
kubectl get pod

此时用户通过认证,但还没有权限操作集群资源,需要继续添加授权。

RBAC(Role Based Access Control):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包括四种类型:Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding。

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。

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。

Role示例

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  namespace: default
  name: myrole
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list", "create", "update", "patch", "delete"]

RoleBinding 和 ClusterRoleBinding

• RoleBinding是将Role中定义的权限授予给用户或用户组。它包含一个subjects列表(users,groups ,service accounts),并引用该Role。
• RoleBinding是对某个namespace 内授权,ClusterRoleBinding适用在集群范围内使用。

RoleBinding示例:

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: test-read-pods
  namespace: default
subjects:
- kind: User
  name: test
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: myrole
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

ClusterRole示例

kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: myclusterrole
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list", "delete", "create", "update"]
- apiGroups: ["extensions", "apps"]
  resources: ["deployments"]
  verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]

使用rolebinding绑定clusterRole:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: rolebind-myclusterrole
  namespace: default
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: myclusterrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: test

创建clusterrolebinding:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: clusterrolebinding-myclusterrole
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: myclusterrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: test

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。

Token 控制器(Token controller)

• 检测服务账户的创建,并且创建相应的 Secret 以支持 API 访问。
• 检测服务账户的删除,并且删除所有相应的服务账户 Token Secret。
• 检测 Secret 的增加,保证相应的服务账户存在,如有需要,为 Secret 增加 token。
• 检测 Secret 的删除,如有需要,从相应的服务账户中移除引用。

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

Kubernetes 还拥有“用户组”(Group)的概念:

• ServiceAccount对应内置“用户”的名字是: system:serviceaccount:<ServiceAccount名字 >
• 用户组所对应的内置名字是: system:serviceaccounts:<Namespace名字 >

示例：

1. 表示mynamespace中的所有ServiceAccount

subjects:
- kind: Group
  name: system:serviceaccounts:mynamespace
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

2. 表示整个系统中的所有ServiceAccount

subjects:
- kind: Group
  name: system:serviceaccounts
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

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

示例：

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: readonly-default
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: default
  namespace: default
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: view
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io