Kubernetes-集群安全-鉴权
kubernetes 鉴权
容器技术
发布日期:   2019-12-06

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，可以相互通信。而鉴权是确定请求方有哪些资源的权限。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则对用户请求进行匹配和控制
  • Webbook：通过调用外部 REST 服务对用户进行授权
  • 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kubernetes 1.5中引入，现行版本称为默认标准。相对于其它访问控制方式，拥有以下优势：

  • 对集群中的资源和非资源均拥有完整的覆盖
  • 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

I、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中对象类型均可以通过kubectl 与 API 操作

​

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

{
    "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,把names.Oz字段作为Group

Kubelet 使用TLS Bootstaping 认证时，API Server 可以使用 Bootstrap Tokens 或者 Token authentication file 验证 = token,无论哪一种，Kubernetes都会为token绑定一个默认的User和Group

Pod 使用 ServerAccount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

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
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）
  • 非资源类型 endpoints（例如 /healthz 访问）
  • 所有命名空间资源控制（例如pods）
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  # "namespace" omitted since ClusterRole 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 命令空间的 pod-reader Role 授予 jane 用户，此后jane 用户在default 命名空间中具有 pod-reader的权限

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.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，以下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）

# 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' namespace
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 样例展示了授权manager组内所有用户在全部命名空间中对secrets进行访问

# 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.authorization.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：

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，以下是一个定义pods资源logs访问权限的Role定义样例

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 accounts

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，例如”pangminghuang@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

{
    "CN":"devuser",
    "hosts":[],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "ST": "BeiJing",
            "L": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}

# 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

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

# 设置集群参数
export KUBE_APISERVER="https://192.168.1.85:6433"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
--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

# 设置上下文参数
kubectl config set-context kubernetes \
--cluster=kubernetes \
--user=devuser \
--namespace=dev \
--kubeconfig=devuser.kubeconfig

# 设置默认上下文
kubectl config user-content kubernetes --kubeconfig=devuser.kubeconfig

cp -f ./devuser.kubeconfig  /root/.kube/config

kubectl create rolebinding devuser-admin-binding --clusterrole=admin --user=devuser --namespace=dev
文章作者: 阿培
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