Kubernetes认证入门指南

Kubernetes用来执行安全访问和权限的步骤有3个——认证（Authentication）、受权（Authorization）和准入（Admission）。在本文中，咱们先开始了解认证（Authentication）。

在认证中第一个须要考虑的是身份认证（Identity）。

身份认证简介

Kubernetes假设“user”是在Kubernetes以外管理的。在生产环境中，能够采用LDAP（轻量级目录访问协议）、SSO（单点登陆）、Kerberos或SAML（安全断言置标语言）进行身份认证管理。在开发或测试环境中，其余的认证策略也有可能会被使用到。

在Kubernetes中没有表达普通用户的对象，所以不能经过API将普通用户添加到集群中。

认证策略概览

Kubernetes经过认证插件使用认证代理、bearer token、客户端证书或HTTP基本受权来认证API请求。当向API server发出HTTP请求时，插件会尝试将如下属性与请求关联起来：

• Username：识别最终用户的字符串
• UID：识别最终用户的字符串，并试图比username格式更为一致，同时每一个UID都是独特的。
• Groups：一组字符串，将用户与一组常见的分组用户关联起来
• Extra fields：字符串的映射，保存着受权者认为可能有用的额外信息。

全部这些值对认证系统来讲都是不透明的，只有在authorizer对其进行解释时才有意义。Kubernetes管理员一般会启用多种认证方法。所需的两种最基本的方法是——服务帐户的service account token再加上至少一种其余的用户认证方法。

X509客户端证书

• 从Kubernetes 1.4开始，客户端证书能够使用证书组织字段来代表用户的组成员资格。
• 要让一个用户拥有多个组成员资格，须要在证书中包含多个组织字段。
• 经过向API server传递 --client-ca-file=<FILE>选项来启用客户端证书认证。
• 引用的文件必须包含一个或多个证书颁发机构，用于验证提交给API server的客户证书。
• 若是出示客户端证书并进行验证，则使用主体的通用名做为请求的用户名。

例如，使用openssl命令行工具来生成证书签名请求：

openssl req -new -key <pem_file>.pem -out <out-csr-file>.pem -subj "/CN=admin/O=prod/O=dev/O=uat"

这将为用户名admin建立一个CSR（证书签名请求），该用户名属于如下3个组：prod、dev和uat。

静态Token文件

当在命令行中给出--token-auth-file=<FILENAME>选项时，API Server会从文件中读取bearer token。现在，token无限期存在，若是不重启API Server，就没法更改token列表。Token文件是一个csv文件，至少有3列：token、用户名、user uid，后面可能还会有组名（这是可选的）。

token, user, uid,"prod,dev,uat"

请注意：若是你有超过1个组，该列必须使用双引号。

在请求中放入一个bearer token

当使用来自HTTP客户端的bearer token认证时，API server指望受权请求头的值为Bearer <Token>。bearer token必须是一个字符序列，能够只需使用HTTP的编码和引用功能就能够将其放在HTTP请求头的值中。例如，若是Bearer Token是ad644f3f-bfch-295b-75bk-h9g8ngf36hb6，那么它将出如今HTTP请求头中，以下所示：

Authorization: Bearer ad644f3f-bfch-295b-75bk-h9g8ngf36hb6

静态密码文件

经过向API server传递--basic-auth-file=<FILENAME>选项来启用基本认证。如今，基本的认证凭证将无限期地持续下去，并且若是不从新启动 API server，就没法更改密码。

基本的 auth 文件是一个 csv 文件，至少有 3 列：密码、用户名、用户 ID。在Kubernetes 1.6及之后的版本中，你能够指定一个可选的第4列，包含逗号分隔的组名。若是你有多个组，你必须用双引号(")括住第4列的值。

password,user,uid,"group1,group2,group3"

当使用来自HTTP客户端的基本认证时，API server指望Authorizationheader的值为：

Basic BASE64ENCODED(USER:PASSWORD)

服务帐户Token

服务帐户是一个自动启用的身份认证器，它使用签名的bearer token来验证请求。该插件须要2个可选的标志：

--service-account-key-file

一个包含PEM编码密钥的文件，用于签署bearer token。若是没有指定，将使用API server的TLS密钥。

--service-account-lookip

若是启用了，从API sever上删除的token将被撤销。

服务帐户一般由API server自动建立，并经过ServiceAccount 准入控制器与集群中运行的Pod相关联。

Bearer Token会被挂载到众所周知的位置的Pod中，并容许集群内进程与API Server对话。帐户能够使用PodSpec的serviceAccountName字段与Pod显式关联。

注意，serviceAccountName一般会被省略，由于这是自动完成的。

练习实践：使用ServiceAccount Token

使用如下命令能够建立ServiceAccount：

kubectl create serviceaccount testuser

建立的密钥包含API server的公共CA和签名的JSON web Token（JWT）。如下命令能够显示出揭示相关密钥的yaml：

kubectl get serviceaccount testuser -o yaml

如下命令能够显示可用Token：

kubectl get secrets

要得到编码的token数据，请输入：

kubectl get secret testuser-token-mgtnp -o yaml

你能够将编码后的token数据复制并粘贴到https://jwt.io/ 以查看有效载荷。使用你选择的编辑器输入如下yaml文件（test-pod.yaml），以运行一个pod：

apiVersion: v1 
kind: pod 
metadata:  
  name: test-pod 
spec:  
  serviceAccountName: testuser  
  container:  
  - name: alpine:3.7    
    command:    
    - "sh"    
    - "-c"    
    - "sleep 100"

而后使用如下命令启动pod：

kubectl apply -f test-pod.yaml

使用describe能够查看更详细的内容：

kubectl describe test-pod

如今，咱们有一个正在运行的pod，名为test-pod，让咱们进入交互模式并运行一个shell：

kubectl exec -it test-pod -- sh

若是你想在docker容器内运行shell，所使用的命令与docker命令相似。这时，咱们将会收到一个提示，而后进入Alpine Linux系统，该系统是在pod中的一个容器内运行的。为了打开被复制到容器中的token，你须要运行如下命令：

cat /var/run/sercrets/kubernetes.io/serviceaccount/token

复制输出并将该token粘贴在https://jwt.io/上Encoded部分...

这几乎以一种十分直观的方式向你说明了Kubernetes如何在token中进行身份验证有效载荷。

做者：
Sudip Sengupta
连接：
https://dzone.com/articles/ku...