kubernetes RBAC

木木2年前技术文章524

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）

1、AlwaysDeny：表示拒绝所有的请求，一般用于测试

2、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

3、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（已经淘汰）

4、Webbook：通过调用外部 REST 服务对用户进行授权

5、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，现行版本成为默认标准。相对其它访问控制方式，拥有以下优势：

① 对集群中的资源和非资源均拥有完整的覆盖

② 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

③ 可以在运行时进行调整，无需重启 API Server

官方说明文档：https://kubernetes.io/zh/docs/reference/access-authn-authz/rbac/

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（角色）、ClusterRole（集群角色）、RoleBinding（角色绑定）、ClusterRoleBinding（集群角色绑定），4 种对象类型均可以通过 kubectl 与 API 操作

148.png

需要注意的是 Kubenetes 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？ Kubenetes 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": "zutuanxue",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "HangZhou",
      "L": "XS",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
   ]
  }

#-----------------------------# 分割线 #--------------------------------------#

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

#kubelet 使用 TLS Bootstaping 认证时，API Server 可以使用 Bootstrap Tokens 或者 Token authenticationfile 验证 =token，无论哪一种，Kubenetes 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 ClusterRoles are not namespaced
  name: secret-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

RoleBinding and ClusterRoleBinding

RoloBinding 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)；RoloBinding 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-reader Role 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：

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 anynamespace.
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/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，如 “tyschool@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

创建一个用户，只能管理zutuanxue空间：

#创建对应的用户：

useradd zutuanxue
passwd zutuanxue

#准备证书相关信息：

vim zutuanxue-csr.json

{
  "CN": "zutuanxue",  # 用户名
  "hosts": [],   # 为空表示任何主机都可以使用，添加了IP地址表示特定主机来使用
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",  # 组名
      "OU": "System"
    }
  ]
}

# 下载证书生成工具
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 a+x * 

cp cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
cp cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
cp cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo

#创建相关证书：

cd /etc/kubernetes/pki/

cfssl gencert -ca=ca.crt -ca-key=ca.key -profile=kubernetes /opt/pod/rbac/zutuanxue-csr.json | cfssljson -bare zutuanxue

#设置集群参数
export KUBE_APISERVER="https://192.168.1.160:6443"

kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_APISERVER} \
--kubeconfig=zutuanxue.kubeconfig

#设置客户端认证参数

kubectl config set-credentials zutuanxue \
--client-certificate=/etc/kubernetes/pki/zutuanxue.pem \
--client-key=/etc/kubernetes/pki/zutuanxue-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=zutuanxue.kubeconfig

#设置上下文参数

kubectl create namespace zutuanxue

kubectl config set-context kubernetes \
--cluster=kubernetes \
--user=zutuanxue \
--namespace=zutuanxue \
--kubeconfig=zutuanxue.kubeconfig

#切换默认上下文

kubectl create rolebinding zutuanxue-admin-binding --clusterrole=admin --user=zutuanxue --namespace=zutuanxue

mkdir /home/zutuanxue/.kube

cp zutuanxue.kubeconfig /home/zutuanxue/.kube/config

chown -R zutuanxue.zutuanxue /home/zutuanxue/.kube/config

使用 zutuanxue 用户登录系统

kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=.kube/config

准入控制

准入控制是API Server的插件集合，通过添加不同的插件，实现额外的准入控制规则。甚至于API Server的一些主要的功能都需要通过 Admission Controllers 实现，这里我们列举几个插件的功能：

  • NamespaceLifecycle：防止在不存在的 namespace 上创建对象，防止删除系统预置 namespace，删除namespace 时，连带删除它的所有资源对象

  • LimitRanger：确保请求的资源不会超过资源所在 Namespace 的 LimitRange 的限制。

  • ResourceQuota：确保请求的资源不会超过资源的 ResourceQuota 限制。

  • ServiceAccount：为Pod中的进程和外部用户提供身份信息。


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