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授权、鉴权与准入控制

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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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