k8s-----17、集群安全机制

news2024/9/27 17:33:11

1、集群安全机制概述

1.1 访问k8s的三个步骤

  • 1、认证

  • 2、鉴权(授权)

  • 3、准入控制

  • 进行访问的时候，过程中都需要经过apiserver，apiserver做统一协调，比如门卫。且访问过程中需要证书、token、或者用户名+密码。如果需要访问pod，需要serviceAccount。

1.2 认证

  • 传输安全：对外不会暴露8080端口，只能内部访问。对外使用端口6443
  • 认证：客户端身份认证的常用方式有三种： 1>https证书认证，基于ca证书。2> http+token认证，通过token识别用户。3>http基本认证，用户名+密码（不常用，前两种更安全）

1.3 鉴权

  • 基于RBAC进行鉴权操作
  • 基于角色进行访问控制

1.4 准入控制

  • 就是准入控制器的列表，如果该列表有请求内容，通过。没有则拒绝。

2、RBAC（基于角色的访问控制）

在这里插入图片描述

2.1 角色

  • Role，特定命名空间具体操作。 ClusterRole，所有命名空间访问权限
[root@master ~]# kubectl  get ns  # 查看命名空间
[root@master ~]# kubectl create ns role
namespace/role created
[root@master ~]# kubectl  get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   63d
kube-node-lease   Active   63d
kube-public       Active   63d
kube-system       Active   63d
role              Active   3s
[root@master ~]# kubectl delete ns role 
namespace "role" deleted

2.2 角色绑定

  • roleBinding: 将角色绑定到主体上
  • ClusterroleBinding: 将集群角色绑定到主体

2.3 主体

  • user ： 用户
  • group: 用户组
  • serviceAcoount: 服务账号。用于pod访问

3、RBAC实现鉴权

3.1 生成证书文件

#下载并使用cfssl证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64 
chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64 
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl 
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson 
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

# 生成自签证书
[root@master mary]# cat ca-config.json 
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}
[root@master mary]# cat ca-csr.json 
{
    "CN": "kubernetes",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing",
      	    "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
[root@master mary]# cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -  #生成自签证书
2022/05/13 13:47:19 [INFO] generating a new CA key and certificate from CSR
2022/05/13 13:47:19 [INFO] generate received request
2022/05/13 13:47:19 [INFO] received CSR
2022/05/13 13:47:19 [INFO] generating key: rsa-2048
2022/05/13 13:47:19 [INFO] encoded CSR
2022/05/13 13:47:19 [INFO] signed certificate with serial number 533587145625742162082018478504710590695605538243
[root@master mary]# ls
ca-config.json  ca.csr  ca-csr.json  ca-key.pem  ca.pem  mary-csr.json  rabc-user.sh

3.2 创建命名空间和对应得pod

[root@master ~]# kubectl create ns roledemo
namespace/roledemo created

[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
roledemo          Active   3s

[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx -n roledemo 
pod/nginx created
[root@master ~]# kubectl get pod -n roledemo 
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          36s

3.3 创建角色

[root@master Roledemo]# vim rbac-role.yaml
[root@master Roledemo]# cat rbac-role.yaml 
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  namespace: roledemo
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]                  #组
  resources: ["pods"]              #资源
  verbs: ["get","watch","list"]    #角色权限
       
[root@master Roledemo]# kubectl apply -f rbac-role.yaml 
role.rbac.authorization.k8s.io/pod-reader created

[root@master Roledemo]# kubectl get role -n roledemo 
NAME         CREATED AT
pod-reader   2022-05-13T04:13:46Z

3.4 创建角色绑定

[root@master Roledemo]# vim rbac-rolebinding.yaml
[root@master Roledemo]# cat rbac-rolebinding.yaml 
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata: 
  name: read-pods
  namespace: roledemo
subjects: 
- kind: User
  name: mary # Name is case sensitive
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role #this must be Role or ClusterRole
  name: pod-reader # this must match the name of the Role or ClusterRole you wish to bind to
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

[root@master Roledemo]# kubectl apply -f rbac-rolebinding.yaml 
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/read-pods created
[root@master Roledemo]# kubectl get role,rolebinding -n roledemo    #查看角色和角色绑定
NAME                                        CREATED AT
role.rbac.authorization.k8s.io/pod-reader   2022-05-13T04:13:46Z

NAME                                              ROLE              AGE
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/read-pods   Role/pod-reader   25s

3.5 使用证书识别身份


[root@master ~]# mkdir mary         #充当用户文件夹
[root@master ~]# cd mary/   #目录下需要所有的ca文件
[root@master mary]# cat mary-csr.json 
{
  "CN": "mary",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing"
    }
  ]
}

[root@master mary]# vim rabc-user.sh   ##rbac鉴权文件
[root@master mary]# cat rabc-user.sh 
cat > mary-csr.json <<EOF
{
  "CN": "mary",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "L": "BeiJing",
      "ST": "BeiJing"
    }
  ]
}
EOF

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes mary-csr.json | cfssljson -bare mary 

kubectl config set-cluster kubernetes \
  --certificate-authority=ca.pem \
  --embed-certs=true \
  --server=https://192.168.172.128:6443 \
  --kubeconfig=mary-kubeconfig
  
kubectl config set-credentials mary \
  --client-key=mary-key.pem \
  --client-certificate=mary.pem \
  --embed-certs=true \
  --kubeconfig=mary-kubeconfig

kubectl config set-context default \
  --cluster=kubernetes \
  --user=mary \
  --kubeconfig=mary-kubeconfig

kubectl config use-context default --kubeconfig=mary-kubeconfig


## 执行
[root@master mary]# bash rabc-user.sh 
2022/05/13 13:53:26 [INFO] generate received request
2022/05/13 13:53:26 [INFO] received CSR
2022/05/13 13:53:26 [INFO] generating key: rsa-2048
2022/05/13 13:53:26 [INFO] encoded CSR
2022/05/13 13:53:26 [INFO] signed certificate with serial number 697056282839922252602077574108282807182420364565
2022/05/13 13:53:26 [WARNING] This certificate lacks a "hosts" field. This makes it unsuitable for
websites. For more information see the Baseline Requirements for the Issuance and Management
of Publicly-Trusted Certificates, v.1.1.6, from the CA/Browser Forum (https://cabforum.org);
specifically, section 10.2.3 ("Information Requirements").
Cluster "kubernetes" set.
User "mary" set.
Context "default" created.
Switched to context "default".
[root@master mary]# ls   ##生成了mary-kubeconfig文件
ca-config.json  ca-csr.json  ca.pem    mary-csr.json  mary-kubeconfig  rabc-user.sh
ca.csr          ca-key.pem   mary.csr  mary-key.pem   mary.pem

[root@master mary]# cat mary-kubeconfig  ##里面是证书内容

3.6测试

#只有查看pod得权限，所以查看svc是没有任何东西的(不对)   #应该是这里只是使用了文件夹模拟，所以出错。需要真实得用户
[root@master mary]# kubectl get pod -n roledemo 
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          140m
[root@master mary]#  kubectl create  service clusterip test --clusterip="None" -n roledemo# 创建svc测试
[root@master mary]# kubectl get svc -n roledemo   # 但是不对
NAME   TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
test   ClusterIP   None         <none>        <none>    25m

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