k8s学习（25）：集群安全-鉴权

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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，可以互相通信。而鉴权是确定请求方有哪些资源权限。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对用户请求进行匹配和控制（老版本中用的，需要配置多个规则，不能及时修改生效，已经淘汰）
  • Webbook：通过调用外部REST服务队用户进行授权
  • RBAC（Role-Based Access Control）：基于角色的访问控制，现行默认规则

RBAC授权模式

RBAC（Role-Based Access Control）基于角色的访问控制，在kubernetes1.5中引入，现行版本称为默认标准。相对其它访问控制方法，拥有以下优势：

  • 对集群中的资源和非资源均拥有完整非覆盖
  • 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

1 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

image-20200205120031518

需要注意的是Kubernetes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？kubernetes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

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{
    "CN": "admin", 
    "hosts": [],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "c": "CN",
            "ST": "HangZhou",
            "L": "XS",
            "O": "system:masters", 
            "OU": "System"
        }
    ]
}

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

kubelet使用TLS Bootstraping认证时，API Server可以使用BootStrap token或token authentication file验证=token，无论是哪一种，kubernetes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

Role and ClusterRole

在RBAC API中，Role表示一组规则权限，权限只会增加（累加权限），不存在一个资源一开始就拥有很多权限而通过RBAC对其进行减少的操作；Role可以定义在一个namespace中，如果想要跨namespace则可以创建ClusterRole

Role

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kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1.beta1
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""] # "" indicates the core API group
  resources: ["pods"]
  verbs： ["get", "watch", "list"]

ClusterRole具有与Role相同的权限角色控制能力，不同的是ClusterRole是集群级别的，ClusterRole可以用于：

  • 集群级别的资源控制（例如node访问权限）
  • 非资源型endpoints（例如/healthz访问）
  • 所有命名空间资源控制（例如pods）
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kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  # "namespace" omitted since ClusterRoles are not namespaced
  name: secret-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

RoleBinding and ClusterRoleBinding

RoleBinding可以将角色中定义的权限授予用户或用户组，RoleBinding包含一组权限列表（subjects），权限列表中包含有不同形式的待授予权限资源类型（users，groups，or service accounts）；RoleBinding同样包含对被Bind的Role引用；RoleBinding适用于某个命名空间内授权，而ClusterRoleBinding适用于集群范围内的授权

将default命名空间的pod-readerRole授予jane用户，此后Jane用户在default命名空间中将具有pod-reader的权限

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kind: RoleBinding
apiVersioN: rbac.authorization.kubernetes.io/v1beta1
metadata:
  name: read-pods
  namespace: default
subjects:
- kind: User
  name: jane
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: pod-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

RoleBinding同样可以引用ClusterRole来对当前namespace内用户、用户组或ServiceAccount进行授权，这种操作允许集群管理员在整个集群内定义一些通用的ClusterRole，然后在不同的namespace中使用RoleBinding来引用

例如，一下RoleBinding引用了一个ClusterRole，这个ClusterRole具有整个集群内对secrets的访问权限；但是其授权用户dave只能访问development空间中的secrets（因为RoleBinding定义在development命名空间）

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# This role binding allows "dave" to read secrets in the "development" namespace
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: read-secrets
  namespace: development # This only grants permissions within the "development" namesapce
subjects:
- kind: User
  name: dave
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: secret-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

使用ClusterRoleBinding可以对整个集群中的所有命名空间资源权限进行授权；以下ClusterRoleBinding示例展示了授权manager组内所有用户在全部命名空间中对secrets进行访问

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# This cluster role binding allows anyone in the "manager" group to read secrets in any namespace.
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: read-secrets-global
subjects:
- kind: Group
  name: manager
  apiGroup: rbac.authorizatoin.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: secret-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

Resources

Kubernetes集群内一些资源一般以其名称字符串来表示，这些字符串一般会在API的URL地址中出现；同时某些资源也会包含子资源，例如logs资源就属于pods的子资源，API中URL样例如下：

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GET /api/v1/namespaces/{namespace}/pods/{name}/log

如果要在RBAC授权模型中控制这些子资源的访问权限，可以通过/分隔符来实现，以下是定义一个pod子资源logs访问权限的Role定义样例

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kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  namespace: default
  name: pod-and-pod-logs-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods", "pods/log"]
  verbs: ["get", "list"]

to Subjects

RoleBinding和ClusterRoleBinding可以将Role绑定到Subjects；Subjects可以是groups、users或者service account

Subjects中Users使用字符串表示，它可以是一个普通的名字字符串，如“alice”；也可以是email格式的邮箱地址，如“test@163.com”；甚至是一组字符串形式的数字ID。但是Users的前缀system：是系统保留的，集群管理员应该确保普通用户不会使用这个前缀格式

Groups书写格式与Users相同，都为一个字符串，并且没有特定的格式要求；同样system：前缀为系统保留

实践

创建一个用户只能管理dev空间

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# 需要先手动创建用户，useradd devuser && passwd devuser
{
    "CN":  "devuser",
    "hosts": [],			// 这里不写的话表示对所有节点有效？
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "ST": "BeiJing",
            "L": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"			//这里不能有逗号，不然报错哦
        }
    ]
}

mkdir cert
cd cert
vim devuser-csr.json

# 下载证书生成工具
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
chmod a+x /usr/local/bin/cfssl*

cd /etc/kubernetes/pki/
cfssl gencert -ca=ca.crt -ca-key=ca.key -profile=kubernetes /root/cert/devuser-csr.json | cfssljson -bare devuser

# 设置集群参数
export KUBE_APISERVER="https://192.168.128.140:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=devuser.kubeconfig
# 视频上这里--certificate-authority参数不一样
# kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=devuser.kubeconfig


# 设置客户端认证参数
kubectl config set-credentials devuser \
--client-certificate=/etc/kubernetes/ssl/devuser.pem \
--client-key=/etc/kubernetes/ssl/devuser-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=devuser.kubeconfig
## 参考视频
# kubectl config set-credentials devuser \
--client-certificate=/etc/kubernetes/pki/devuser.pem \
--client-key=/etc/kubernetes/pki/devuser-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=devuser.kubeconfig

# 设置上下文参数，就是帮我们绑定至某一个名称空间，这里需要先创建名称空间
## kubectl create namespace dev
kubectl config set-context kubernetes \
--cluster=kubernetes \
--user=devuser \
--namespace=dev \
--kubeconfig=devuser.kubeconfig 

## 先设置RoleBinding，admin就是最高权限，这里的意思就是，在dev名称空间下，devuser能为所欲为
kubectl create rolebinding devuser-admin-binding --clusterrole=admin --user=devuser --namespace=dev

# 复制配置文件信息至.kube
cp -f ./devuser.kubeconfig /root/.kube/config
# 视频中复制到了 /home/devuser/.kube/
cp -f ./devuser.kubeconfig /home/devuser/.kube/
chown devuser:devuser /home/devuser/.kube/devuser.kubeconfig
# 用devuser用户修改配置文件为config
mv devuser.kubeconfig config

# 设置默认上下文
kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=devuser.kubeconfig
# ，视频中是在devuser用户下切换的
kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=config

# 使用devuser用户创建个pod
kubectl run nginx --image=hub.test.com/library/myapp:v1
kubectl get pods