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我们通过k8s各组件架构,知道各个组件之间是使用https进行数据加密及交互的,那么同理,我们作为“使用”k8s的各种资源的使用者,也是通过https进行数据加密的;
k8s通过我们家目录下的证书来判断我们是谁?通过证书内容来认定我们的权限;
用户证书的位置
[root@k8s231 ~]# ll -a .kube/config
-rw------- 1 root root 5634 Jan 1 19:40 .kube/config
用户/主题Topic
1,User
2,SerciceAccount
3,Group
用户角色:
1,Role:局部资源角色
2,ClusterRole:全局资源角色
角色绑定:
1,RoleBinding
2,ClusterRoleBinding
[root@k8s231 ~]# kubectl get clusterrole | grep -v system
admin:主要用于授权命名空间所有读写的权限
cluster-admin:超级管理员,由集群所有权限
edit:允许对大多数对象进行读写操作,不允许查看或者修改角色、角色绑定;
view:允许对命名空间大多数对象进行读写,不允许查看角色、角色绑定、secret;
#####
kubeadm用户,只有使用kubeadm部署k8s时才会出现,不用关心它;
1,User
2,SerciceAccount
3,Group
本质上讲,在k8s系统中,用户,就是一个文件,这个文件在当前登录用户的家目录下;
这个文件config,就代表“我”是谁;
这里面并没有角色、权限信息,角色和权限信息,在其他位置;
[root@k8s231 ~]# ll .kube/config
-rw------- 1 root root 5634 Jan 1 19:40 .kube/config
所以,要创建用户,就是要创建这个文件;
那么如何创建这个文件呐?
知道了ssl原理,https请求过程,我们就了解了,ssl的安全机制;
实际上k8s当中“根证书”早就生成好了,在我们kubeadm部署的时候,就自动帮我们生成了;
k8s是模拟ca机构,给自己颁发证书,自己验证自己,所以,整数中有私钥、公钥等;
[root@k8s231 ~]# ll /etc/kubernetes/pki/
total 56
-rw-r--r-- 1 root root 1281 Jan 1 19:39 apiserver.crt
-rw-r--r-- 1 root root 1155 Jan 1 19:39 apiserver-etcd-client.crt
-rw------- 1 root root 1679 Jan 1 19:39 apiserver-etcd-client.key
-rw------- 1 root root 1675 Jan 1 19:39 apiserver.key
-rw-r--r-- 1 root root 1164 Jan 1 19:39 apiserver-kubelet-client.crt
-rw------- 1 root root 1679 Jan 1 19:39 apiserver-kubelet-client.key#根证书
-rw-r--r-- 1 root root 1099 Jan 1 19:39 ca.crt#ca机构的私钥
-rw------- 1 root root 1679 Jan 1 19:39 ca.key
drwxr-xr-x 2 root root 162 Jan 1 19:39 etcd
-rw-r--r-- 1 root root 1115 Jan 1 19:39 front-proxy-ca.crt
-rw------- 1 root root 1675 Jan 1 19:39 front-proxy-ca.key
-rw-r--r-- 1 root root 1119 Jan 1 19:39 front-proxy-client.crt
-rw------- 1 root root 1679 Jan 1 19:39 front-proxy-client.key
-rw------- 1 root root 1675 Jan 1 19:39 sa.key
-rw------- 1 root root 451 Jan 1 19:39 sa.pub
一个用户一个证书,这个用户证书,就是用来生成,用户文件的(也就是家目录下的config)
有了这个授权文件,我们就拥有了一个用户了;
但是,还没有任何权限,还无法使用;
通过资源清单的方式,创建角色和规则;
角色就是:
1,Role:局部资源角色
2,ClusterRole:全局资源角色
规则就是:这个角色的权限;能使用什么资源、不能使用什么资源,,,,
根据角色的不同,创建资源清单,对应不同的绑定资源清单的编写;
1,RoleBinding
2,ClusterRoleBinding
只要角色和用户绑定完成,那么,RBAC的整个流程就结束了;
我们就成功创建了一个带有特定权限的用户;就可以分发给“同事”进行使用了;
以往我们使用openssl的工具命令生成证书,比较繁琐,本次学习,我给大家介绍一个证书生成工具,叫做cfssl证书生成工具;
cfssl工具百度网盘地址:
链接:https://pan.baidu.com/s/1gDRQuxekvgInplLkpjvhQw?pwd=f31x
提取码:f31x
或者去github地址下载:Releases · cloudflare/cfssl · GitHub
[root@k8s231 rbac]# rz -E
[root@k8s231 rbac]# ll
-rw-r--r-- 1 root root 10808877 Nov 8 00:30 cfssl.zip
[root@k8s231 rbac]# unzip cfssl.zip
[root@k8s231 rbac]# ll
-rw-r--r-- 1 root root 12054528 Aug 30 15:46 cfssl_1.6.4_linux_amd64
-rw-r--r-- 1 root root 9560064 Aug 30 15:45 cfssl-certinfo_1.6.4_linux_amd64
-rw-r--r-- 1 root root 7643136 Aug 30 15:48 cfssljson_1.6.4_linux_amd64
-rw-r--r-- 1 root root 10808877 Nov 8 00:30 cfssl.zip
为什么改名?为了便于使用~如果你不嫌费力,可以不改~
[root@k8s231 rbac]# rm -rf cfssl.zip
[root@k8s231 rbac]# rename _1.6.4_linux_amd64 "" *
[root@k8s231 rbac]# ll
-rw-r--r-- 1 root root 12054528 Aug 30 15:46 cfssl
-rw-r--r-- 1 root root 9560064 Aug 30 15:45 cfssl-certinfo
-rw-r--r-- 1 root root 7643136 Aug 30 15:48 cfssljson
将这三个文件,移动到/usr/local/bin目录下,编程全局命令~
[root@k8s231 rbac]# mv ./* /usr/local/bin/
[root@k8s231 rbac]# chmod +x /usr/local/bin/cfssl*
根证书
[root@k8s231 rbac]# cat ca-config.json
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"kubernetes": {
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
],
"expiry": "87600h"
}
}
}
}
客户端验证签名证书
[root@k8s231 rbac]# cat csr.json
{
"CN": "xinjizhiwa",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
[root@k8s231 rbac]# cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/pki/ca.crt -ca-key=/etc/kubernetes/pki/ca.key -config=ca-config.json -profile=kubernetes csr.json | cfssljson -bare xinjizhiwa
参数解释:
#使用k8s自带的证书来签发客户端证书(位置就在/etc/kubernetes/pki/下面);
-ca=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
-ca-key=/etc/kubernetes/pki/ca.key
-config=ca-config.json
-profile=kubernetes csr.json | cfssljson -bare xinjizhiwa
查看证书
[root@k8s231 rbac]# ll
total 20
-rw-r--r-- 1 root root 292 Feb 21 20:06 ca-config.json
-rw-r--r-- 1 root root 223 Feb 21 20:07 csr.json
-rw-r--r-- 1 root root 1001 Feb 21 20:11 xinjizhiwa.csr
-rw------- 1 root root 1675 Feb 21 20:11 xinjizhiwa-key.pem
-rw-r--r-- 1 root root 1285 Feb 21 20:11 xinjizhiwa.pem
至此,我们用户的ssl证书申请完毕了;
[root@k8s231 rbac]# cat kubeconfig.sh
#!/bin/bash# 配置集群;
# --certificate-authority:指定K8s的ca根证书文件路径
# --embed-certs:
# 1,true,表示将根证书文件的内容写入到配置文件中,
# 2,false,则只是引用配置文件,将kubeconfig
# --server:指定APIServer的地址。
# --kubeconfig:指定kubeconfig的配置文件名称
kubectl config set-cluster xinjizhiwa-cluster \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=https://10.0.0.231:6443 \
--kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
# 设置客户端认证,客户端将来需要携带证书让服务端验证
kubectl config set-credentials xinjizhiwa-client \
--client-key=xinjizhiwa-key.pem \
--client-certificate=xinjizhiwa.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig# 设置默认上下文,可以用于绑定多个客户端和服务端的对应关系(客户端和服务端绑定)。
kubectl config set-context xinjizhiwa \
--cluster=xinjizhiwa-cluster \
--user=xinjizhiwa-client \
--kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig# 设置当前使用的上下文(正式生效)
kubectl config use-context xinjizhiwa --kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
正式生成用户
[root@k8s231 rbac]# bash kubeconfig.sh
Cluster "xinjizhiwa-cluster" set.
User "xinjizhiwa-client" set.
Context "xinjizhiwa" created.
Switched to context "xinjizhiwa".
查看生成的kubeconfig用户文件
[root@k8s231 rbac]# ll
......
-rw------- 1 root root 5802 Feb 21 20:24 xinjizhiwa.kubeconfig
拓展知识:也可以使用config资源清单编写生成用户kubeconfig文件
[root@k8s231 rbac]# cat xinjizhiwa.kubeconfig
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
certificate-authority-data: ......(/etc/kubernetes/pki/ca.crt)
server: https://10.0.0.231:6443
name: xinjizhiwa-cluster
contexts:
- context:
cluster: xinjizhiwa-cluster
user: xinjizhiwa-client
name: xinjizhiwa
current-context: xinjizhiwa
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: xinjizhiwa-client
user:
client-certificate-data: .......(xinjizhiwa.pem或者写入公钥串,pem记得base64 -d之后使用)
client-key-data: ......(xinjizhiwa-key.pem)
此时使用这个用户,取查看pod,会提示你没有权限,因为咱们还没有创建、绑定角色;
[root@k8s231 rbac]# kubectl get pods --kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
至此,我们用户“xinjizhiwa”就创建完成了;
上述内容中,我们知道,角色有两种,一种是全局角色ClusterRole,另一种是局部角色Role;
我们先创建一个局部的Role角色作为学习;
[root@k8s231 rbac]# cat role.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
name: xinjizhiwa-role
namespace: default
rules:
#声明API组;[""]代表v1;["apps"]代表apps/v1
- apiGroup: ["","apps"]
#声明API组下面的资源类型(不支持简写,只能写全称)
resources: ["pods","deployments","services"]
#声明使用方式(动作增删改查、、)
verbs: ["get","list","delete"]
[root@k8s231 rbac]# kubectl apply -f role.yaml
查看角色
[root@k8s231 rbac]# kubectl get role
NAME CREATED AT
xinjizhiwa-role 2024-02-21T13:19:34Z
至此,用户和角色及规则都创建成功了;
[root@k8s231 rbac]# cat bind.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: xinjizhiwa-bind
namespace: default
#声明用户主体(绑定的用户是哪个)
subjects:
#由于我们用户类型有三种,所以需要写明用户类型;
- kind: User
#用户名称
name: xinjizhiwa
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
#声明角色主体(绑定的角色是哪个?)
roleRef:
#角色类型
kind: Role
#角色名称
name: xinjizhiwa-role
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
[root@k8s231 rbac]# kubectl apply -f bind.yaml
协议个pod资源,使用用户“xinjizhiwa”创建,发现创建不了,提示权限不够;
因为,我们在创建角色规则的时候,只给了删除、和查看的能力,没有给create创建能力;
[root@k8s231 rbac]# cat pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-nginx
spec:
containers:
- name: c1
image: nginx:1.20.1-alpine
[root@k8s231 rbac]# kubectl apply -f pod.yaml --kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
因为我们有default默认名称空间的查看、删除权限,所以我们可以进行查看;
测试查看功能
[root@k8s231 rbac]# kubectl get pods --kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
测试删除功能
[root@k8s231 rbac]# kubectl delete deploy --all --kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
到此,普通用户的创建、角色绑定、角色配置就学习完毕了;
我们有了用户文件,将用户文件发送给“同事”,同事直接使用这个文件,就可以按照绑定的规则,操作k8s资源了;
比如,同事正在使用k8s233,我们把用户文件发给他
[root@k8s231 rbac]# scp xinjizhiwa.kubeconfig k8s233:/root/
[root@k8s233 ~]# kubectl get pods --kubeconfig=xinjizhiwa.kubeconfig
[root@k8s233 ~]# cp xinjizhiwa.kubeconfig ./.kube/config
[root@k8s233 ~]# kubectl get pods
1,用户组的好处在于,无需单独为一个用户创建权限和绑定了,只需要统一把一个组进行授权,然后,将该组的用户加入进去,就没一个用户都拥有该组的权限了;
2,APIserver会优先校验用户名(ssl证书中的CN字段),若用户名没有对应的权限,则再去校验用户组(o)的权限;
k8s中的用户、用户组都是提取ssl证书签名字段中的一个字段,不是在集群中创建的;
--证书签名中的CN字段:代表用户
--证书签名中的o字段:代表用户组
[root@k8s231 group]# cat ca-group.json
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"kubernetes": {
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
],
"expiry": "87600h"
}
}
}
}
[root@k8s231 group]# cat xinjizhiwa-csr.json
{
"CN": "xinjizhiwa",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "xinjizhiwa-group",
"OU": "System"
}
]
}
再次声明,你创建的是用户、还是用户组,取决于你的证书名称选择的签名字段,选择的是CN还是o;
[root@k8s231 group]# cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/pki/ca.crt -ca-key=/etc/kubernetes/pki/ca.key -config=ca-group.json -profile=kubernetes xinjizhiwa-csr.json | cfssljson -bare xinjizhiwa-group
[root@k8s231 group]# cat kubeconfig.sh
#!/bin/bashkubectl config set-cluster xinjizhiwa-cluster \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=https://10.0.0.231:6443 \
--kubeconfig=xinjizhiwa-group.kubeconfig
# 设置客户端认证
kubectl config set-credentials xinjizhiw-client \
--client-key=xinjizhiwa-group-key.pem \
--client-certificate=xinjizhiwa-group.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=xinjizhiwa-group.kubeconfig# 设置默认上下文
kubectl config set-context xinjizhiwa-group \
--cluster=xinjizhiwa-cluster \
--user=xinjizhiw-client \
--kubeconfig=xinjizhiwa-group.kubeconfig# 设置当前使用的上下文
kubectl config use-context xinjizhiwa-group --kubeconfig=xinjizhiwa-group.kubeconfig
[root@k8s231 group]# bash kubeconfig.sh
[root@k8s231 group]# cat rbac.yaml
#创建角色
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
namespace: default
name: role-group
rules:
- apiGroups: ["","apps"]
resources: ["pods","nodes","services","deployments"]
verbs: ["get", "watch", "list","create"]---
#绑定用户组与角色
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: group-rolebinding
namespace: default
#声明要绑定的用户/用户组
subjects:
# 声明主体类型:组
- kind: Group
# 组名(对应的O字段)
name: xinjizhiwa-group
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
# 角色类型
kind: Role
# 绑定角色名称
name: role-group
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
[root@k8s231 group]# kubectl apply -f rbac.yaml
此时,我们就拥有了xinjizhiwa-group这个用户组了;
[root@k8s231 user]# cat ca-config.json
{
"signing": {
"default": {
"expiry": "87600h"
},
"profiles": {
"kubernetes": {
"usages": [
"signing",
"key encipherment",
"server auth",
"client auth"
],
"expiry": "87600h"
}
}
}
}
[root@k8s231 user]# cat group-user-xjzw.json
{
"CN": "xjzw",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "xinjizhiwa-group",
"OU": "System"
}
]
}
生成用户证书
[root@k8s231 user]# cfssl gencert -ca=/etc/kubernetes/pki/ca.crt -ca-key=/etc/kubernetes/pki/ca.key -config=ca-config.json -profile=kubernetes group-user-xjzw.json | cfssljson -bare xjzw
[root@k8s231 user]# ca kubeconfig.sh
-bash: ca: command not found
[root@k8s231 user]# cat kubeconfig.sh
#!/bin/bashkubectl config set-cluster xinjizhiwa-cluster \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=https://10.0.0.231:6443 \
--kubeconfig=xjzw.kubeconfig
# 设置客户端认证
kubectl config set-credentials xjzw-client \
--client-key=xjzw-key.pem \
--client-certificate=xjzw.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=xjzw.kubeconfig# 设置默认上下文
kubectl config set-context xinjizhiwa-contest \
--cluster=xinjizhiwa-cluster \
--user=xjzw-client \
--kubeconfig=xjzw.kubeconfig# 设置当前使用的上下文
kubectl config use-context xinjizhiwa-contest --kubeconfig=xjzw.kubeconfig
[root@k8s231 user]# bash kubeconfig.sh
[root@k8s231 user]# kubectl get pods --kubeconfig=xjzw.kubeconfig
总结,只要拥有了用户组,我们创建用户的时候,签名中“O”字段,与用户组名相同,那么创建出来的用户,就拥有了用户组的权限,就不在需要配置角色、绑定了;方便了很多;
serviceaccount用户,简称sa资源,用于自动化程序的用户创建;
创建sa用户,就不需要使用证书来创建了,它是k8s集群中的一个资源,sa资源;
[root@k8s231 sa]# vim sa01.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: py01
[root@k8s231 sa]# kubectl apply -f sa01.yaml
serviceaccount/py01 created
查看sa服务账号
[root@k8s231 sa]# kubectl get sa
NAME SECRETS AGE
default 1 51d
py01 1 4s
[root@k8s231 sa]# kubectl create serviceaccount py02
查看sa用户
[root@k8s231 sa]# kubectl get sa
NAME SECRETS AGE
default 1 51d
py01 1 2m4s
py02 1 4s
[root@k8s231 sa]# kubectl create serviceaccount py02
[root@k8s231 sa]# vim role.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
name: python-role
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["pods"]
verbs: ["get","watch","list"]
[root@k8s231 sa]# kubectl apply -f role.yaml
[root@k8s231 sa]# vim bind.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: python-role-sa
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: py02
roleRef:
kind: Role
name: python-role
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
[root@k8s231 sa]# kubectl apply -f bind.yaml
[root@k8s231 sa]# vim pod.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: dm-py
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
apps: python
template:
metadata:
labels:
apps: python
spec:
#这里就是sa账号,指定sa的名称,请确认该账号是有权限访问K8S集群的哟!
serviceAccountName: py02
containers:
- image: python:3.9.16-alpine3.16
name: py
command:
- tail
- -f
- /etc/hosts
[root@k8s231 sa]# kubectl apply -f pod.yaml
[root@k8s231 sa]# kubectl exec -it dm-py-64975879c8-b9sxg -- sh
/ # python --version
Python 3.9.16#写一个python脚本
/ # cat > view-k8s-resources.py <<EOF
> from kubernetes import client, config
>
> with open('/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token') as f:
> token = f.read()
>
> configuration = client.Configuration()
> configuration.host = "https://kubernetes" # APISERVER地址
> configuration.ssl_ca_cert="/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt" # CA证书
> configuration.verify_ssl = True # 启用证书验证
> configuration.api_key = {"authorization": "Bearer " + token} # 指定Token字符串
> client.Configuration.set_default(configuration)
> apps_api = client.AppsV1Api()
> core_api = client.CoreV1Api()
> try:
> print("###### Deployment列表 ######")
> #列出default命名空间所有deployment名称
> for dp in apps_api.list_namespaced_deployment("default").items:
> print(dp.metadata.name)
> except:
> print("没有权限访问Deployment资源!")
>
> try:
> #列出default命名空间所有pod名称
> print("###### Pod列表 ######")
> for po in core_api.list_namespaced_pod("default").items:
> print(po.metadata.name)
> except:
> print("没有权限访问Pod资源!")
> EOF
/ #####安装py使用k8s的插件########
/ # pip install kubernetes -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/#执行python脚本
/ # python3 view-k8s-resources.py
###### Deployment列表 ######
没有权限访问Deployment资源!
###### Pod列表 ######
dm-py-64975879c8-b9sxg
dm-py-64975879c8-z76fp
pod-nginx
至此,关于k8s的RBAC的学习,就此结束;
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