Kubernetes集群添加用户

2022-05-14 09:47:55

Kubernetes中的用户

K8S中有两种用户(User)——服务账号(ServiceAccount)和普通意义上的用户(User) ServiceAccount是由K8S管理的，而User通常是在外部管理，K8S不存储用户列表——也就是说，添加/编辑/删除用户都是在外部进行，无需与K8S API交互，虽然K8S并不管理用户，但是在K8S接收API请求时，是可以认知到发出请求的用户的，实际上，所有对K8S的API请求都需要绑定身份信息(User或者ServiceAccount)，这意味着，可以为User配置K8S集群中的请求权限。

ServiceAccount是K8S内部资源，而User是独立于K8S之外的。从它们的本质可以看出：

User通常是人来使用，而ServiceAccount是某个服务/资源/程序使用的。
User独立在K8S之外，也就是说User是可以作用于全局的，在任何命名空间都可被认知，并且需要在全局唯一。
ServiceAccount作为K8S内部的某种资源，是存在于某个命名空间之中的，在不同命名空间中的同名ServiceAccount被认为是不同的资源。
K8S不会管理User，所以User的创建/编辑/注销等，需要依赖外部的管理机制。
这里说的添加用户指的是普通意义上的用户，即存在于集群外的用户，为k8s的使用者。
实际上叫做添加用户也不准确，用户早已存在，这里所做的只是使K8S能够认知此用户，并且控制此用户在集群内的权限。

用户验证

尽管K8S认知用户靠的只是用户的名字，但是只需要一个名字就能请求K8S的API显然是不合理的，所以依然需要验证此用户的身份，在K8S中，有以下几种验证方式：

X509客户端证书客户端证书验证通过为API Server指定--client-ca-file=xxx选项启用，API Server通过此ca文件来验证API请求携带的客户端证书的有效性，一旦验证成功，API Server就会将客户端证书Subject里的CN属性作为此次请求的用户名。
静态token文件通过指定--token-auth-file=SOMEFILE选项来启用bearer token验证方式，引用的文件是一个包含了token,用户名,用户ID 的csv文件请求时，带上Authorization: Bearer 31ada4fd-adec-460c-809a-9e56ceb75269头信息即可通过bearer token验证
静态密码文件通过指定--basic-auth-file=SOMEFILE选项启用密码验证，类似的，引用的文件时一个包含密码,用户名,用户ID 的csv文件请求时需要将Authorization头设置为Basic BASE64ENCODED(USER:PASSWORD)。

这里只介绍客户端验证。

为用户生成证书

首先需要为此用户创建一个私钥：

openssl genrsa -out tom.key 2048

接着用此私钥创建一个csr(证书签名请求)文件，其中我们需要在subject里带上用户信息(CN为用户名，O为用户组)，其中/O参数可以出现多次，即可以有多个用户组：

openssl req -new -key tom.key -out tom.csr -subj "/CN=tom/O=MGM"

找到K8S集群(API Server)的CA证书文件，其位置取决于安装集群的方式，通常会在/etc/kubernetes/pki/路径下，会有两个文件，一个是CA证书(ca.crt)，一个是CA私钥(ca.key)。通过集群的CA证书和之前创建的csr文件，来为用户颁发证书：

openssl x509 -req -in tom.csr -CA /etc/kubernetes/pki/ca.crt -CAkey /etc/kubernetes/pki/ca.key -CAcreateserial -out tom.crt -days 365

-CA和-CAkey参数需要指定集群CA证书所在位置，-days参数指定此证书的过期时间，这里为365天。

最后将证书(tom.crt)和私钥(tom.key)保存起来，这两个文件将被用来验证API请求。

为用户添加基于角色的访问控制(RBAC)

首先创造一个角色，该角色在acp命名空间下拥有所有权限：

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  namespace: acp
  name: acp-admin
rules:
- apiGroups: ["*"]
  resources: ["*"]
  verbs: ["*"]

将角色和用户tom绑定：

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: acp-admin-binding
  namespace: acp
subjects:
- kind: User
  name: tom
  apiGroup: ""
roleRef:
  kind: Role
  name: acp-admin
  apiGroup: ""

如yaml中所示，RoleBinding资源创建了一个 Role-User 之间的关系，roleRef节点指定此RoleBinding所引用的角色，subjects节点指定了此RoleBinding的受体，可以是User，也可以是前面说过的ServiceAccount，在这里只包含了名为 tom 的用户。参考：https://kubernetes.io/zh/docs/reference/access-authn-authz/rbac/#rolebinding-and-clusterrolebinding

为kubectl配置用户

现在我们想要通过kubectl以tom的身份来操作集群，需要将tom的认证信息添加进kubectl的配置，即~/.kube/config中，通过以下命令将用户tom的验证信息添加进kubectl的配置：

kubectl config set-credentials tom --client-certificate=tom.crt --client-key=tom.key

添加完成后在~/.kube/config可以看到新增了：

users:
- name: tom
  user:
    client-certificate: /root/k8s/tom.crt
    client-key: /root/k8s/tom.key

用下面命令添加一个context配置：

kubectl config set-context tom --cluster=kubernetes --namespace=acp --user=tom

添加完成后在~/.kube/config可以看到新增了：

contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    namespace: acp
    user: tom
  name: tom

通过kubectl config get-contexts命令也可以查到当前kubectl所配置的context信息：

[root@master1 k8s]# kubectl config get-contexts 
CURRENT   NAME                          CLUSTER      AUTHINFO           NAMESPACE
*         kubernetes-admin@kubernetes   kubernetes   kubernetes-admin   
          tom                           kubernetes   tom                acp

使用刚刚新创建的context：

#方式一：切换context
kubectl config use-context tom
#方式二：使用该context
kubectl --context=tom <命令>

在集群外部使用

将tom.crt/tom.key的内容用BASE64编码：

cat tom.crt | base64 --wrap=0
cat tom.key | base64 --wrap=0

将获取的编码后的文本复制进~/.kube/config文件中：

contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    namespace: acp
    user: tom
  name: tom
  
users:
- name: tom
  user:
    client-certificate-data: ...
    client-key-data: ...

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