rbac权限

发布时间 2023-10-15 09:35:34作者: 烟雨楼台,行云流水

1.1 认证

认证基本介绍

kubernetes主要通过APIserver对外提供服务,那么就需要对访问apiserver的用户做认证,如果任何人都能访问apiserver,那么就可以随意在k8s集群部署资源,这是非常危险的,也容易被黑客攻击渗透,所以需要我们对访问k8s系统的apiserver的用户进行认证,确保是合法的符合要求的用户。

授权基本介绍:

认证通过后仅代表它是一个apiserver信任的用户,能访问apiserver,但是用户是否拥有删除资源权限, 需要进行授权操作,常见的授权方式有rbac授权。

准入控制基本介绍:当用户经过认证和授权之后,最后一步就是准入控制了,k8s提供了多种准入控制机制,它有点类似"插件",为apiserver提供了很好的"可扩展性"。请求apiserver时,通过认证、鉴权后、持久化("api对象"保存到etcd)前,会经过"准入控制器",让它可以做"变更和验证"。

创建pod时定义了资源上下限,但不满足LimitRange规则中定义的资源上下限,此时LimitRanger就会拒绝我们创建此pod

 

K8S集群当中,当我们使用kubectl操作k8s资源时候,需要确定用哪个用户访问哪个k8s集群,kubectl操作k8s集群资源会去/root/.kube目录下找config文件,可以通过kubectl config查看config文件配置

 查看管理员配置文件

[root@k8s-master resourcequota]# kubectl config view
apiVersion: v1
clusters:  # 定义集群
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA+OMITTED
    server: https://192.168.10.50:6443 # 集群访问地址
  name: kubernetes  # 集群名字
contexts: # 集群用户绑定关系
- context: # 第一个集群绑定关系
    cluster: kubernetes # 集群名字
    user: kubernetes-admin  # 用户名字
  name: kubernetes-admin@kubernetes # 绑定关系的名字
current-context: kubernetes-admin@kubernetes # 设置当前使用那个绑定关系访问那个集群
kind: Config
preferences: {}
users:# 用户设定
- name: kubernetes-admin #名字
  user:
    client-certificate-data: REDACTED #key
    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。

 kubectl get pods --kubeconfig=/root/.kube/config

.2 授权

用户通过认证之后,什么权限都没有,需要一些后续的授权操作,如对资源的增删该查等,kubernetes1.6之后开始有RBAC(基于角色的访问控制机制)授权检查机制

 Kubernetes的授权是基于插件形成的,其常用的授权插件有以下几种:

1)Node(节点认证)

2)ABAC(基于属性的访问控制)

3)RBAC(基于角色的访问控制)***

4)Webhook(基于http回调机制的访问控制)

rbac 介绍:让一个用户(Users)扮演一个角色(Role),角色拥有权限,从而让用户拥有这样的权限,随后在授权机制当中,只需要将权限授予某个角色,此时用户将获取对应角色的权限,从而实现角色的访问控制。

Role:角色,它其实是一组规则,定义了一组对 Kubernetes API 对象的操作权限。

Subject:被作用者,既可以是“人”,也可以是“机器”,也可以是你在 Kubernetes 里定义的“用户”。

RoleBinding:定义了“被作用者”和“角色”的绑定关系。而这三个概念,其实就是整个 RBAC 体系的核心所在。

Role、RoleBinding、ClusterRole和ClusterRoleBinding的关系如下

1、用户基于rolebinding绑定到role:限定在rolebinding所在的名称空间

2、用户基于rolebinding绑定到clusterrole

 

1)用户通过rolebinding绑定role

 

2)用户通过rolebinding绑定clusterrole

 

rolebinding绑定clusterrole的好处:

 

假如有6个名称空间,每个名称空间的用户都需要对自己的名称空间有管理员权限,那么需要定义6个role和rolebinding,然后依次绑定,如果名称空间更多,我们需要定义更多的role,这个是很麻烦的,所以我们引入clusterrole,定义一个clusterrole,对clusterrole授予所有权限,然后用户通过rolebinding绑定到clusterrole,就会拥有自己名称空间的管理员权限了

 

 注:RoleBinding仅仅对当前名称空间有对应的权限。

用户基于clusterrolebinding绑定到clusterrole

 

用户基于rbac授权有几种方案:

 

基于rolebinding绑定到role上

 

基于rolebinding绑定到clusterrole上

 

基于clusterrolebinding绑定到clusterrole上

 

准入控制

 

 

k8s上准入控制器的模块有很多,其中比较常用的有LimitRanger、ResourceQuota、ServiceAccount、PodSecurityPolicy(k8s1.25废弃了)等等,对于前面三种准入控制器系统默认是启用的,我们只需要定义对应的规则即可;对于PodSecurityPolicy(k8s1.25废弃了)这种准入控制器,系统默认没有启用,如果我们要使用,就必需启用以后,对应规则才会正常生效;这里需要注意一点,对应psp准入控制器,一定要先写好对应的规则,把规则和权限绑定好以后,在启用对应的准入控制器,否则先启用准入控制器,没有对应的规则,默认情况它是拒绝操作,这可能导致现有的k8s系统跑的系统级pod无法正常工作;所以对于psp准入控制器要慎用,如果规则和权限做的足够精细,它会给我们的k8s系统安全带来大幅度的提升,反之,可能导致整个k8s系统不可用。

 

https://kubernetes.io/zh-cn/docs/reference/access-authn-authz/admission-controllers/

 

Useraccount和ServiceAccount介绍

kubernetes中账户分为UserAccounts(用户账户) 和 ServiceAccounts(服务账户) 两种:

UserAccount是给kubernetes集群外部用户使用的,kubectl访问k8s集群要用useraccount用户, kubeadm安装的k8s,默认的useraccount用户是kubernetes-admin;

k8s客户端(一般用:kubectl) ------>API Server:APIServer需要对客户端做认证,使用kubeadm安装的K8s,会在用户家目录下创建一个认证配置文件 .kube/config 这里面保存了客户端访问API Server的密钥相关信息,这样当用kubectl访问k8s时,它就会自动读取该配置文件,向API Server发起认证,然后完成操作请求。

 

 

[root@k8s-master resourcequota]# kubectl create sa sa-test
serviceaccount/sa-test created
[root@k8s-master resourcequota]# kubectl create -f sa-pod.yaml
pod/sa-test created
[root@k8s-master resourcequota]# 
[root@k8s-master resourcequota]# cat sa-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sa-test
spec:
  serviceAccountName: sa-test # 指定pod 运行时服务账户
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: web
      containerPort: 80
[root@k8s-master resourcequota]# kubectl exec -it sa-test -- /bin/bash
root@sa-test:/#  cd /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/
root@sa-test:/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount# curl --cacert ./ca.crt  -H "Authorization: Bearer $(cat ./token)"  https://kubernetes/api/v1/namespaces/kube-system
{
  "kind": "Status",
  "apiVersion": "v1",
  "metadata": {},
  "status": "Failure",
  "message": "namespaces \"kube-system\" is forbidden: User \"system:serviceaccount:default:sa-test\" cannot get resource \"namespaces\" in API group \"\" in the namespace \"kube-system\"",
  "reason": "Forbidden",
  "details": {
    "name": "kube-system",
    "kind": "namespaces"
  },
  "code": 403
}
[root@k8s-master ~]# kubectl create clusterrolebinding sa-test-admin --clusterrole=cluster-admin  --serviceaccount=default:sa-test
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sa-test-admin created
root@sa-test:/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount# curl --cacert ./ca.crt  -H "Authorization: Bearer $(cat ./token)"  https://kubernetes/api/v1/namespaces/kube-system #授权后再次访问
{
  "kind": "Namespace",
  "apiVersion": "v1",
  "metadata": {
    "name": "kube-system",
    "uid": "94d68d58-8c7d-4364-bc8e-a837cba93099",
    "resourceVersion": "9",
    "creationTimestamp": "2023-10-04T02:05:39Z",
    "labels": {
      "kubernetes.io/metadata.name": "kube-system"
    },
    "managedFields": [
      {
        "manager": "kube-apiserver",
        "operation": "Update",
        "apiVersion": "v1",
        "time": "2023-10-04T02:05:39Z",
        "fieldsType": "FieldsV1",
        "fieldsV1": {
          "f:metadata": {
            "f:labels": {
              ".": {},
              "f:kubernetes.io/metadata.name": {}
            }
          }
        }
      }
    ]
  },
  "spec": {
    "finalizers": [
      "kubernetes"
    ]
  },
  "status": {
    "phase": "Active"
  }
}

  rbac 认证授权策略

Kubernetes中,所有资源对象都是通过API进行操作,他们保存在etcd里。而对etcd的操作我们需要通过访问 kube-apiserver 来实现,上面的Service Account其实就是APIServer的认证过程,而授权的机制是通过RBAC:基于角色的访问控制实现。RBAC有四个资源对象,分别是Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

Role:一组权限的集合,在一个命名空间中,可以用其来定义一个角色,只能对命名空间内的资源进行授权。如果是集群级别的资源,则需要使用ClusterRole。例如:定义一个角色用来读取Pod的权限

 

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  namespace: rbac
  name: example-role
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

rules中的参数说明:

1、apiGroups:支持的API组列表,例如:"apiVersion: apps/v1"等

2、resources:支持的资源对象列表,例如pods、deployments、jobs等

3、resourceNames: 指定resource的名称

4、verbs:对资源对象的操作方法列表。

ClusterRole:集群角色

[root@k8s-master resourcequota]# cat rbac2.yaml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: secrets-clusterroleu
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get","watch","list"]
[root@k8s-master resourcequota]# kubectl apply -f rbac2.yaml 
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/secrets-clusterroleu created

  

具有和角色一致的命名空间资源的管理能力,还可用于以下特殊元素的授权

1、集群范围的资源,例如Node

2、非资源型的路径,例如:/healthz

3、包含全部命名空间的资源,例如Pods

 RoleBinding:角色绑定ClusterRolebinding:集群角色绑定

 

角色绑定和集群角色绑定用于把一个角色绑定在一个目标上,可以是User,Group,Service Account,使用RoleBinding为某个命名空间授权,使用ClusterRoleBinding为集群范围内授权。

将在rbac命名空间中把pod-read角色授予用户es

 

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: pod-read-bind
  namespace: rbac
subjects:
- kind: User
  name: es
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
- kind: Role
  name: pod-read
  apiGroup: rbac.authorizatioin.k8s.io

  

RoleBinding也可以引用ClusterRole,对属于同一命名空间内的ClusterRole定义的资源主体进行授权, 

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: es-allresource
  namespace: rbac
subjects:
- kind: User
  name: es
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin

常见角色(role)授权的案例

(1)允许读取核心API组的Pod资源
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get","list","watch"]

(2)允许读写apps API组中的deployment资源
rules:
- apiGroups: ["apps"]
  resources: ["deployments"]
  verbs: ["get","list","watch","create","update","patch","delete"]


(3)允许读取Pod以及读写job信息
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get","list","watch"]
- apiGroups: [""]
  resources: ["jobs"]
  verbs: ["get","list","watch","create","update","patch","delete"]


(4)允许读取一个名为my-config的ConfigMap(必须绑定到一个RoleBinding来限制到一个Namespace下的ConfigMap):
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["configmaps"]
  resourceNames: ["my-configmap"]
  verbs: ["get"]

(5)读取核心组的Node资源(Node属于集群级的资源,所以必须存在于ClusterRole中,并使用ClusterRoleBinding进行绑定):
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["nodes"]
  verbs: ["get","list","watch"]

(6)允许对非资源端点“/healthz”及其所有子路径进行GET和POST操作(必须使用ClusterRole和ClusterRoleBinding):
rules:
- nonResourceURLs: ["/healthz","/healthz/*"]
  verbs: ["get","post"]

  

资源的引用方式

多数资源可以用其名称的字符串表示,也就是Endpoint中的URL相对路径,例如pod中的日志是GET /api/v1/namaspaces/{namespace}/pods/{podname}/log

如果需要在一个RBAC对象中体现上下级资源,就需要使用/分割资源和下级资源。

例如:若想授权让某个主体同时能够读取Pod和Pod log,则可以配置 resources为一个数组

[root@k8s-master resourcequota]# cat rbac3.yaml 
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: logs-reader
  namespace: test
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods","pods/log"]
  verbs: ["get","list","watch"]
[root@k8s-master resourcequota]# kubectl apply -f rbac3.yaml 
role.rbac.authorization.k8s.io/logs-reader unchanged

  做绑定

[root@k8s-master resourcequota]#  kubectl create sa sa-test -n test
serviceaccount/sa-test created
[root@k8s-master resourcequota]# kubectl create rolebinding sa-test-1 -n test  --role=logs-reader --serviceaccount=test:sa-test
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sa-test-1 created

  

对Service Account的授权管理

Service Account也是一种账号,是给运行在Pod里的进程提供了必要的身份证明。需要在Pod定义中指明引用的Service Account,这样就可以对Pod的进行赋权操作。例如:pod内可获取rbac命名空间的所有Pod资源,pod-reader-sc的Service Account是绑定了名为pod-read的Role
1)my-namespace中的my-sa Service Account授予只读权限
kubectl create rolebinding my-sa-view --clusterrole=view --serviceaccount=my-namespace:my-sa --namespace=my-namespace

(2)为一个命名空间中名为default的Service Account授权
如果一个应用没有指定 serviceAccountName,则会使用名为default的Service Account。注意,赋予Service Account “default”的权限会让所有没有指定serviceAccountName的Pod都具有这些权限

例如,在my-namespace命名空间中为Service Account“default”授予只读权限:
kubectl create rolebinding default-view --clusterrole=view --serviceaccount=my-namespace:default --namespace=my-namespace


(3)为命名空间中所有Service Account都授予一个角色
如果希望在一个命名空间中,任何Service Account应用都具有一个角色,则可以为这一命名空间的Service Account群组进行授权

kubectl create rolebinding serviceaccounts-view --clusterrole=view --group=system:serviceaccounts:my-namespace --namespace=my-namespace

(4)为集群范围内所有Service Account都授予一个低权限角色
如果不想为每个命名空间管理授权,则可以把一个集群级别的角色赋给所有Service Account。

kubectl create clusterrolebinding serviceaccounts-view --clusterrole=view --group=system:serviceaccounts

(5)为所有Service Account授予超级用户权限
kubectl create clusterrolebinding serviceaccounts-view --clusterrole=cluster-admin --group=system:serviceaccounts

  

使用kubectl命令行工具创建资源对象

9、使用kubectl命令行工具创建资源对象
(1)在命名空间rbac中为用户es授权admin ClusterRole:

kubectl create rolebinding bob-admin-binding --clusterrole=admin --user=es --namespace=rbac


(2)在命名空间rbac中为名为myapp的Service Account授予view ClusterRole:
	
kubctl create rolebinding myapp-role-binding --clusterrole=view --serviceaccount=rbac:myapp --namespace=rbac


(3)在全集群范围内为用户root授予cluster-admin ClusterRole:
	
kubectl create clusterrolebinding cluster-binding --clusterrole=cluster-admin --user=root


(4)在全集群范围内为名为myapp的Service Account授予view ClusterRole:
	
kubectl create clusterrolebinding service-account-binding --clusterrole=view --serviceaccount=myapp


yaml文件进行rbac授权:https://kubernetes.io/zh/docs/reference/access-authn-authz/rbac/

  限制不同用户授权

ssl认证
生成一个私钥

[root@k8s-master rs]# cd /etc/kubernetes/pki/
您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@k8s-master pki]# (umask 077; openssl genrsa -out lucky1.key 2048) 
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
...............................................................................+++
...............................+++
e is 65537 (0x10001)

  生成一个证书请求

[root@k8s-master pki]# openssl req -new -key lucky1.key -out lucky1.csr -subj "/CN=lucky66"

  (3)生成一个证书

[root@k8s-master pki]# openssl x509 -req -in lucky1.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out lucky1.crt -days 3650
Signature ok
subject=/CN=lucky66
Getting CA Private Key

  

在kubeconfig下新增加一个lucky这个用户
(1)把lucky这个用户添加到kubernetes集群中,可以用来认证apiserver的连接

[root@k8s-master pki]# kubectl config set-credentials lucky66 --client-certificate=./lucky1.crt --client-key=./lucky1.key --embed-certs=true  
User "lucky66" set.

 (2)在kubeconfig下新增加一个lucky这个账号

[root@k8s-master pki]# kubectl config set-context lucky66@kubernetes --cluster=kubernetes --user=lucky66
Context "lucky66@kubernetes" created.

  查看配置文件

[root@k8s-master pki]# kubectl config view
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA+OMITTED
    server: https://192.168.10.50:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
- context:
    cluster: kubernetes
    user: lucky66
  name: lucky66@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
- name: lucky66
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED

  切换集群访问用户

[root@k8s-master pki]# kubectl config use-context lucky66@kubernetes
Switched to context "lucky66@kubernetes".
[root@k8s-master pki]# kubectl config view
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA+OMITTED
    server: https://192.168.10.50:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
- context:
    cluster: kubernetes
    user: lucky66
  name: lucky66@kubernetes
current-context: lucky66@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
- name: lucky66
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED

  使用这个无任何权限用户访问集群pod 资源

[root@k8s-master pki]# kubectl get pod
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "lucky66" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"

  用户切换回来

[root@k8s-master pki]# kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes
Switched to context "kubernetes-admin@kubernetes".
[root@k8s-master pki]# kubectl config view
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA+OMITTED
    server: https://192.168.10.50:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
- context:
    cluster: kubernetes
    user: lucky66
  name: lucky66@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
- name: lucky66
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
[root@k8s-master pki]# kubectl get pod
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS       AGE
nfs-client-provisioner-cbdf98fc-wfc5z   1/1     Running   4 (2d3h ago)   2d12h
sa-test                                 1/1     Running   0              35h

  创建名称空间授权新用户管理员权限

[root@k8s-master pki]# kubectl create ns luck-chenxi
namespace/luck-chenxi created
[root@k8s-master pki]# kubectl create rolebinding lucky -n luck-chenxi --clusterrole=cluster-admin --user=lucky66
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/lucky created

  切换访问集群用户测试新用户

[root@k8s-master pki]# kubectl get pod
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "lucky66" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"  无权限
[root@k8s-master pki]# kubectl get pod -n luck-chenxi  有权限
No resources found in luck-chenxi namespace.

  添加用户

添加一个test66的普通用户
useradd test66
rm -rf /tmp/.kube
cp -ar /root/.kube /tmp/
修改/tmp/.kube/config文件,把kubernetes-admin和lucky相关的删除,只留lucky66用户
cp -ar /tmp/.kube/ /home/test66/
chown -R test66.test66 /home/test66/
[root@master1]# vim /home/test66/.kube/config
把current-context变成如下:
current-context: lucky66@kubernetes
su  - test66
kubectl get pods 
kubectl get pods  -n kube-system

  授权用户查看所有名称空间pod

生成证书

ssl认证
生成一个证书
(1)生成一个私钥
cd /etc/kubernetes/pki/
(umask 077; openssl genrsa -out lucky1.key 2048) 
(2)生成一个证书请求
openssl req -new -key lucky1.key -out lucky1.csr -subj "/CN=lucky66"
(3)生成一个证书
openssl x509 -req -in lucky1.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out lucky1.crt -days 3650

  

kubeconfig下新增加一个lucky这个用户

 

ssl认证
生成一个证书
(1)生成一个私钥
cd /etc/kubernetes/pki/
(umask 077; openssl genrsa -out lucky1.key 2048) 
(2)生成一个证书请求
openssl req -new -key lucky1.key -out lucky1.csr -subj "/CN=lucky66"
(3)生成一个证书
openssl x509 -req -in lucky1.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out lucky1.crt -days 3650
在kubeconfig下新增加一个lucky这个用户
(1)把lucky这个用户添加到kubernetes集群中,可以用来认证apiserver的连接
[root@master1 pki]# kubectl config set-credentials lucky66 --client-certificate=./lucky1.crt --client-key=./lucky1.key --embed-certs=true  
(2)在kubeconfig下新增加一个lucky这个账号
kubectl config set-context lucky66@kubernetes --cluster=kubernetes --user=lucky66
(3)创建一个clusterrole
[root@master1 sa]# vim lucky66-clusterrole.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: lucky66-get-pod
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

[root@master1]# kubectl apply -f lucky66-clusterrole.yaml
(4)创建一个clusterrolebinding
[root@master1]# kubectl create clusterrolebinding lucky66-get-pods --clusterrole=lucky66-get-pod  --user=lucky66