Kubernetes集群安全（八）

机制说明：Kubernetes 作为一个分布式集群的管理工具，保证集群的安全性是其一个重要的任务。API Server 是集群内部各个组件通信的中介，也是外部控制的入口。所以 Kubernetes 的安全机制基本就是围绕保护 API Server 来设计的。Kubernetes 使用了认证（Authentication）、鉴权（Authorization）、准入控制（AdmissionControl）三步来保证API Server的安全。

1、集群认证

Authentication

• HTTP Token 认证：通过一个 Token 来识别合法用户
  • HTTP Token 的认证是用一个很长的特殊编码方式的并且难以被模仿的字符串 - Token 来表达客户的一种方式。Token 是一个很长的很复杂的字符串，每一个 Token 对应一个用户名存储在 API Server 能访问的文件中。当客户端发起 API 调用请求时，需要在 HTTP Header 里放入 Token。
• HTTP Base 认证：通过用户名+密码的方式认证
  • 用户名+：+密码用 BASE64 算法进行编码后的字符串放在 HTTP Request 中的 HeatherAuthorization 域里发送给服务端，服务端收到后进行编码，获取用户名及密码
• 最严格的 HTTPS 证书认证：基于 CA 根证书签名的客户端身份认证方式

HTTPS 证书认证

需要认证的节点

两种类型

• 两种类型Kubenetes 组件对 API Server 的访问：kubectl、Controller Manager、Scheduler、kubelet、kube-proxy
• Kubernetes 管理的 Pod 对容器的访问：Pod（dashborad 也是以 Pod 形式运行）

安全性说明

• Controller Manager、Scheduler 与 API Server 在同一台机器，所以直接使用 API Server 的非安全端口访问，--insecure-bind-address=127.0.0.1
• kubectl、kubelet、kube-proxy 访问 API Server 就都需要证书进行 HTTPS 双向认证

证书颁发

• 手动签发：通过 k8s 集群的跟 ca 进行签发 HTTPS 证书
• 自动签发：kubelet 首次访问 API Server 时，使用 token 做认证，通过后，Controller Manager 会为kubelet 生成一个证书，以后的访问都是用证书做认证了

kubeconfig

kubeconfig 文件包含集群参数（CA证书、API Server地址），客户端参数（上面生成的证书和私钥），集群context 信息（集群名称、用户名）。Kubenetes 组件通过启动时指定不同的 kubeconfig 文件可以切换到不同的集群。

ServiceAccount

Pod中的容器访问API Server。因为Pod的创建、销毁是动态的，所以要为它手动生成证书就不可行了。Kubenetes使用了Service Account解决Pod 访问API Server的认证问题。

Secret 与 SA 的关系

Kubernetes 设计了一种资源对象叫做 Secret，分为两类，一种是用于 ServiceAccount 的 service-account-token，另一种是用于保存用户自定义保密信息的 Opaque。ServiceAccount 中用到包含三个部分：Token、ca.crt、namespace。

• oken是使用 API Server 私钥签名的 JWT。用于访问API Server时，Server端认证
• ca.crt，根证书。用于Client端验证API Server发送的证书
• namespace, 标识这个service-account-token的作用域名空间

kubectl get secret --all-namespaces
kubectl describe secret default-token-5gm9r --namespace=kube-system

默认情况下，每个 namespace 都会有一个 ServiceAccount，如果 Pod 在创建时没有指定 ServiceAccount，就会使用 Pod 所属的 namespace 的 ServiceAccount。

总结

2、集群鉴权

3、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，比如 ServiceAccount。

官方文档上有一份针对不同版本的准入控制器推荐列表，其中最新的 1.14 的推荐列表是：

NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,DefaultTolerationSeconds,MutatingAdmissionWebhook,ValidatingAdmissionWebhook,ResourceQuota

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。
• ServiceAccount：实现了自动化添加 ServiceAccount。
• ResourceQuota：确保请求的资源不会超过资源的 ResourceQuota 限制。