k8s双向证书认证实战-创建基于rbac认证的角色并绑定用户

一、认证管理

kubernetes集群安全的关键点在于如何识别并认证客户端身份，它提供了3种客户端身份认证方式：

1. HTTP Base认证

通过用户名+密码的方式进行认证。

这种方式是把“用户名:密码”用BASE64算法进行编码后的字符串放在HTTP请求中的Header的Authorization域里面发送给服务端。服务端收到后进行解码，获取用户名和密码，然后进行用户身份认证的过程。

2. HTTP Token认证

通过一个Token来识别合法用户。

这种认证方式是用一个很长的难以被模仿的字符串--Token来表明客户端身份的一种方式。每个Token对应一个用户名，当客户端发起API调用请求的时候，需要在HTTP的Header中放入Token，API Server接受到Token后会和服务器中保存的Token进行比对，然后进行用户身份认证的过程。

3. HTTPS证书认证

基于CA根证书签名的双向数字证书认证方式。

这种认证方式是安全性最高的一种方式，但是同时也是操作起来最麻烦的一种方式。

HTTPS认证大体分为3个过程：

1. 证书申请和下发

HTTPS通信双方的服务器向CA机构申请证书，CA机构下发根证书、服务端证书及私钥给申请者

2. 客户端和服务端的双向认证

• 客户端向服务器端发起请求，服务端下发自己的证书给客户端，客户端接收到证书后，通过私钥解密证书，在证书中获得服务端的公钥，客户端利用服务器端的公钥认证证书中的信息，如果一致，则认可这个服务器。
• 客户端发送自己的证书给服务器端，服务端接收到证书后，通过私钥解密证书，在证书中获得客户端的公钥，并用该公钥认证证书信息，确认客户端是否合法

3. 服务器端和客户端进行通信

服务器端和客户端协商好加密方案后，客户端会产生一个随机的秘钥并加密，然后发送到服务器端。服务器端接收这个秘钥后，双方接下来通信的所有内容都通过该随机秘钥加密。

二、创建用户证书

1. 生成客户端私钥

# 进入 k8s 存放证书的目录
cd /etc/kubernetes/pki/
# 生成私钥
umask 077;openssl genrsa -out devman.key 2048

2. 生成证书请求

openssl req -new -key devman.key -out devman.csr -subj "/CN=devman/O=devgroup"

申请的用户是devman，组是devgroup。

3. 签属证书

openssl x509 -req -in devman.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out devman.crt -days 3650

三、配置集群上下文

# 1. 设置集群（这一步不需要，使用默认的集群即可）
# kubectl config set-cluster kubernetes --embed-certs=true --certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt --server=https://192.168.18.100:6443

# 2. 创建一个用户 devman，并指定他的证书和私钥的位置。
kubectl config set-credentials devman --embed-certs=true --client-certificate=/etc/kubernetes/pki/devman.crt --client-key=/etc/kubernetes/pki/devman.key

# 3. 设置上下文（创建特定集群和用户的绑定关系，切换上下文相当于切换了用户和集群）
kubectl config set-context devman@kubernetes --cluster=kubernetes --user=devman

# 4. 创建 namespace
kubectl create ns dev

# 5. 切换到 devman 用户
kubectl config use-context devman@kubernetes

此时如果执行 kubectl get pods -n dev 会提示没有权限，这个是因为还没授权，接下来通过创建角色和角色绑定用户 devman 进行授权。

四、创建角色和角色绑定

1. 切换到admin账户

kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes

2. 创建角色和角色绑定

# 创建请求文件
cat > dev-role.yaml<<EOF
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: dev-role
  namespace: dev
rules:
  - apiGroups: [""] # 支持的API组列表，""空字符串，表示核心API群
    resources: ["pods"] # 支持的资源对象列表
    verbs: ["create","get","watch","list"]

---

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: authorization-role-binding
  namespace: dev
subjects:
  - kind: User
    name: devman
    apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: dev-role
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
EOF
# 生成角色
kubectl apply -f dev-role.yaml

五、测试

1. 切换到devman账户

kubectl config use-context devman@kubernetes

2. 创建并获取 pod

# 创建nginx
kubectl run nginx-pod --image="nginx" -n dev
# 获取pod列表
kubectl get pod -n dev
# 获取default名称空间列表 -> 没有权限
kubectl get pod
#Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "devman" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"