K8s之认证，授权及准入控制

Posted 2020-12-17 yufenchi

第1章 访问认证的概述

1.1 概念的引入

API Server作为Kubernetes集群系统的网关，是访问及管理资源对象的唯一人口，
余下所有需要访问集群资源的组件，包括kube-controller-manager、kube- scheduler 、
kubelet和kube-proxy等集群基础组件、CoreDNS等集群的附加组件以及此前使用的kubectl
命令等都要经由此网关进行集群访问和管理。这些客户端均要经由API Server访问或改变集群状态并
完成数据存储，并由它对每一次的访问请求进行合法性检验，包括用户身份鉴别、操作权限
验证以及操作是否符合全局规范的约束等。所有检查均正常完成且对象配置信息合法性检验
无误之后才能访问或存人数据于后端存储系统etcd中

第2章 ServiceAccount

2.1 概述

Service account是为了方便Pod里面的进程调用Kubernetes API或其他外部服务而设计的。它与User account不同
1)User account是为人设计的，而service account则是为Pod中的进程调用Kubernetes API而设计；
2)User account是跨namespace的，而service account则是仅局限它所在的namespace；
3)每个namespace都会自动创建一个default service account
4)Token controller检测service account的创建，并为它们创建secret
开启ServiceAccount Admission Controller后
  1.每个Pod在创建后都会自动设置spec.serviceAccount为default（除非指定了其他ServiceAccout）
  2.验证Pod引用的service account已经存在，否则拒绝创建
  3.如果Pod没有指定ImagePullSecrets，则把service account的ImagePullSecrets加到Pod中
  4.每个container启动后都会挂载该service account的token和ca.crt到/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/

2.2 查看相关信息

当创建pod的时候，如果没有指定一个service account，系统会自动在与该pod相同的namespace下为其指派一个default service account。
而pod和apiserver之间进行通信的账号，称为serviceAccountName。如下：
[root@master ~]# kubectl get pods
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
filebeat-ds-hxgdx        1/1       Running   1          34d
filebeat-ds-s466l        1/1       Running   2          34d
myapp-0                  1/1       Running   0          3h
myapp-1                  1/1       Running   0          3h
myapp-2                  1/1       Running   0          4h
myapp-3                  1/1       Running   0          4h
pod-vol-demo             2/2       Running   0          2d
redis-5b5d6fbbbd-q8ppz   1/1       Running   1          2d
[root@master ~]# kubectl get pods/myapp-0 -o yaml |grep "serviceAccountName"
  serviceAccountName: default
[root@k8s-master ~]# kubectl describe pods myapp-0
Name:               myapp-0
Namespace:          default
......
Volumes:
  ......
  default-token-j5pf5:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-j5pf5
    Optional:    false
从上面可以看到每个Pod无论定义与否都会有个存储卷，这个存储卷为default-token-*** token令牌，
这就是pod和serviceaccount认证信息。通过secret进行定义，由于认证信息属于敏感信息，所以需要保存在secret资源当中，
并以存储卷的方式挂载到Pod当中。从而让Pod内运行的应用通过对应的secret中的信息来连接apiserver，并完成认证。
每个namespace中都有一个默认的叫做default的service account资源。进行查看名称空间内的secret也可以看到对应的default-token。
让当前名称空间中所有的pod在连接apiserver时可以使用的预制认证信息，从而保证pod之间的通信。

2.3 service account定义的方式

[root@master ~]# kubectl explain sa
KIND:     ServiceAccount
VERSION:  v1
FIELDS:
apiVersion    <string>
automountServiceAccountToken    <boolean>
imagePullSecrets    <[]Object>
kind    <string>   
metadata    <Object>
secrets    <[]Object>

2.4 service account的创建

[root@master mainfests]# kubectl create serviceaccount mysa -o yaml --dry-run #不执行查看定义方式
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  creationTimestamp: null
  name: mysa
[root@master mainfests]# kubectl create serviceaccount mysa -o yaml --dry-run > serviceaccount.yaml  #直接导出为yaml定义文件，可以节省敲键盘的时间
[root@master mainfests]# kubectl apply -f serviceaccount.yaml 
serviceaccount/mysa created
[root@master mainfests]# kubectl get serviceaccount/mysa -o yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  annotations:
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"v1","kind":"ServiceAccount","metadata":{"annotations":{},"creationTimestamp":null,"name":"mysa","namespace":"default"}}
  creationTimestamp: 2018-10-11T08:12:25Z
  name: mysa
  namespace: default
  resourceVersion: "432865"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/serviceaccounts/mysa
  uid: 62fc7782-cd2d-11e8-801a-000c2972dc1f
secrets:
- name: mysa-token-h2mgk
看到有一个token已经被自动创建，并被service account引用。设置非默认的service account
只需要在pod的spec.serviceAccountName字段中将name设置为您想要用的service account名字即可。
在pod创建之初service account就必须已经存在，否则创建将被拒绝。需要注意的是不能更新已创建的pod的service account

2.5 serviceaccount的自定义使用

这里在default名称空间创建了一个sa为admin，可以看到已经自动生成了一个Tokens：admin-token-7k5nr
[root@master mainfests]# kubectl create serviceaccount admin
serviceaccount/admin created
[root@master mainfests]# kubectl get sa
NAME      SECRETS   AGE
admin     1         3s
default   1         50d
[root@master mainfests]# kubectl describe sa/admin
Name:                admin
Namespace:           default
Labels:              <none>
Annotations:         <none>
Image pull secrets:  <none>
Mountable secrets:   admin-token-7k5nr
Tokens:              admin-token-7k5nr
Events:              <none>
[root@master mainfests]# kubectl get secret
NAME                    TYPE                                  DATA      AGE
admin-token-7k5nr       kubernetes.io/service-account-token   3         31s
default-token-j5pf5     kubernetes.io/service-account-token   3         50d
mysecret                Opaque                                2         1d
tomcat-ingress-secret   kubernetes.io/tls                     2         10d
[root@master mainfests]# vim pod-sa-demo.yaml　　#Pod中引用新建的serviceaccount
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-sa-demo
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
  serviceAccountName: admin
[root@master mainfests]# kubectl apply -f pod-sa-demo.yaml 
pod/pod-sa-demo created
[root@master mainfests]# kubectl describe pods pod-sa-demo
......
Volumes:
  admin-token-7k5nr:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  admin-token-7k5nr
    Optional:    false

在K8S集群当中，每一个用户对资源的访问都是需要通过apiserver进行通信认证才能进行访问的，那么在此机制当中，对资源的访问可以是token，也可以是通过配置文件的方式进行保存和使用认证信息，可以通过kubectl config进行查看配置，如下：

[root@master mainfests]# kubectl config view
apiVersion: v1
clusters:  #集群列表
- cluster:
    certificate-authority-data: REDACTED
    server: https://192.168.56.11:6443
  name: kubernetes
contexts:  #上下文列表
- context: #定义哪个集群被哪个用户访问
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes  #当前上下文
kind: Config
preferences: {}
users:   #用户列表
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED

在上面的配置文件当中，定义了集群、上下文以及用户。其中Config也是K8S的标准资源之一，在该配置文件当中定义了一个集群列表，指定的集群可以有多个；
用户列表也可以有多个，指明集群中的用户；而在上下文列表当中，是进行定义可以使用哪个用户对哪个集群进行访问，以及当前使用的上下文是什么。
如图：定义了用户kubernetes-admin可以对kubernetes该集群的访问，用户kubernetes-user1对Clluster1集群的访问

上图解析:
1. kubectl config中定义了有哪些集群和哪些用户(都是以列表的形式)
2. contexts就是定义哪个用户去访问哪个集群(从kubectl config中选出来)
3. contexts可以是多个的（一个contexts用来包含一个账号和一个集群），所以用的列表的形式
4. current-context: kubernetes-admin@kubernetes 就是表示从众多的contexts选出一个当前使用的contexts