k8s 集群安全-鉴权 - 《容器知识库》

Authorization
RBAC 授权模式
- Ⅰ、RBAC 的 API 资源对象说明
Role and ClusterRole
RoleBinding and ClusterRoleBinding
Resources
to Subjects
实践：创建一个用户只能管理 dev 空间

Authorization

上面认证过程，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）

AlwaysDeny ：表示拒绝所有的请求，一般用于测试
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
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
Webbook ：通过调用外部 REST 服务对用户进行授权
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：

对集群中的资源和非资源均拥有完整的覆盖
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
可以在运行时进行调整，无需重启 API Server

Ⅰ、RBAC 的 API 资源对象说明

RBAC 引入了 4 个新的顶级资源对象：Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding，4 种对象类型
均可以通过 kubectl 与 API 操作

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": "admin",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "HangZhou",
      "L": "XS",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
      }
  ]
}

API Server会把客户端证书的 CN 字段作为User，把 names.0 字段作为 Group

kubelet 使用 TLS Bootstaping 认证时，API Server 可以使用 Bootstrap Tokens 或者 Token authentication ﬁle 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 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2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 any namespace.
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 “741949068@qq.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

实践：创建一个用户只能管理 dev 空间

{
    "CN": "devuser",
    "hosts": [],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}

# # 下载证书生成工具
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
$ mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
$ mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
$ mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
$ cfssl gencert -ca=ca.crt -ca-key=ca.key  -profile=kubernetes /root/devuser-csr.json  | cfssljson -bare devuser
# # 设置集群参数
$ export KUBE_APISERVER="https://172.20.0.113:6443"
$ kubectl config set-cluster kubernetes
--certificate-authority=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem
--embed-certs=true
--server=${KUBE_APISERVER}
--kubeconfig=devuser.kubeconfig
# # 设置客户端认证参数
$ kubectl config set-credentials devuser
--client-certificate=/etc/kubernetes/ssl/devuser.pem
--client-key=/etc/kubernetes/ssl/devuser-key.pem
--embed-certs=true
--kubeconfig=devuser.kubeconfig
# # 设置上下文参数
$ kubectl config set-context kubernetes
--cluster=kubernetes
--user=devuser
--namespace=dev
--kubeconfig=devuser.kubeconfig
# # 设置默认上下文
$ kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=devuser.kubeconfig
$ cp -f  ./devuser.kubeconfig /root/.kube/config
$ kubectl create rolebinding devuser-admin-binding --clusterrole=admin --user=devuser --namespace=dev