隨著Kubernetes被廣泛使用，成為業(yè)界公認(rèn)的容器編排管理的標(biāo)準(zhǔn)框架，許多開發(fā)人員以及管理員對部署、彈性伸縮以及管理容器化應(yīng)用程序等Kubernetes的關(guān)鍵概念都十分熟悉。而對于生產(chǎn)部署而言，Kubernetes的安全性至關(guān)重要。因此，了解平臺如何管理用戶和應(yīng)用程序的身份認(rèn)證和授權(quán)十分必要。

我們將推出一系列文章，以一種實(shí)踐性的視角來了解平臺內(nèi)部的Kubernetes和Pod外部用戶的身份認(rèn)證和授權(quán)。我也會解釋如何使用角色以及角色綁定來允許或限制資源訪問。

API Server——Kubernetes網(wǎng)關(guān)

API為Kubernetes各類資源對象(如節(jié)點(diǎn)、標(biāo)簽、Pod、服務(wù)、部署、secrets、configmaps以及ingress等)提供訪問接口。這些資源對象通過簡單的REST API執(zhí)行基本的CRUD(增刪改查)操作。

Kubernetes的核心構(gòu)建塊之一是API Server，它作為Kubernetes的網(wǎng)關(guān)，是訪問和管理資源對象的唯一入口。內(nèi)部組件(如kubelet、調(diào)度程序和控制器)通過API Server訪問API以進(jìn)行編排和協(xié)調(diào)。分布式鍵/值數(shù)據(jù)庫、etcd只能通過API Server訪問。

通常我們可以通過命令行工具kubectl來與API Server進(jìn)行交互。從kubectl發(fā)送的任何內(nèi)容最終都會被API Server所接收。因此，多個工具和插件會直接或間接地使用相同的API。

即使在Kubernetes集群中訪問或者操作對象之前，該請求也需要由API Server進(jìn)行身份驗(yàn)證。REST路徑使用基于X.509證書的TLS協(xié)議來保護(hù)和加密流量。Kubectl在編碼和發(fā)送請求之前查找文件〜/ .kube / config以檢索CA證書和客戶端證書。

apiVersion: v1 
clusters: 
- cluster: 
certificate-authority: /Users/janakiramm/.minikube/ca.crt 
server: https://192.168.99.100:8443 
name: minikube 
contexts: 
- context: 
cluster: minikube 
user: minikube 
name: minikube 
current-context: minikube 
kind: Config 
preferences: {} 
users: 
- name: minikube 
user: 
client-certificate: /Users/janakiramm/.minikube/client.crt 
client-key: /Users/janakiramm/.minikube/client.key 

文件ca.crt表示集群使用的CA證書，文件client.crt和client.key映射到用戶minikube。Kubectl使用上下文中的這些證書和密鑰對請求進(jìn)行編碼。

我們可以通過curl命令訪問API Server嗎?答案是肯定的。

即使最常見的操作是通過運(yùn)行kubectl proxy來使用tunnel協(xié)議，我們依然可以通過計(jì)算機(jī)上的可用證書來訪問路徑。除了CA證書之外，我們還需要在頭部嵌入base64編碼的令牌(token)。

如何檢索令牌(token)以及從curl調(diào)用API的命令如下：

kubectl config view -o jsonpath='{"Cluster name\tServer\n"}{range .clusters[*]}{.name}{"\t"}{.clu  
Cluster name Server  
minikube https://192.168.99.100:8443  
export CLUSTER_NAME="minikube"  
APISERVER=$(kubectl config view -o jsonpath="{.clusters[?(@.name==\"$CLUSTER_NAME\")].cluster.server}") 

接下來，一個重要的任務(wù)就是獲取與默認(rèn)service account關(guān)聯(lián)的令牌。無需擔(dān)心這一實(shí)體，我們將在之后的文章中更好地理解它。

TOKEN=$(kubectl get secrets -o jsonpath="{.items[?(@.metadata.annotations['kubernetes\.io/service-a 

現(xiàn)在我們擁有調(diào)用curl的所有數(shù)據(jù)了：

curl -X GET \ 
--cacert ~/.minikube/ca.crt \ 
--header "Authorization: Bearer $TOKEN" \ 
$APISERVER/version 

Kubernetes訪問控制的三個層次

如上文所述，用戶和Pod在訪問或操作對象之前都要由API Server進(jìn)行身份認(rèn)證。

當(dāng)一個有效的請求發(fā)送到API Server時，在它被允許或被拒絕之前將經(jīng)歷3個步驟。

1、 身份認(rèn)證

一旦TLS連接建立，請求就進(jìn)入到身份認(rèn)證階段，在這一階段，請求有效負(fù)載由一個或多個認(rèn)證器模塊檢查。

認(rèn)證模塊時管理員在集群創(chuàng)建過程中配置的，一個集群可能有多個認(rèn)證模塊配置，每個模塊會依次嘗試認(rèn)證， 直到其中一個認(rèn)證成功。

在主流的認(rèn)證模塊中會包括客戶端證書、密碼、plain tokens、bootstrap tokens以及JWT tokens(用于service account)。客戶端證書的使用是默認(rèn)的并且是最常見的方案。

請注意，Kubernetes是沒有用于驗(yàn)證用戶身份的典型用戶數(shù)據(jù)庫或者配置文件。但是它使用從X.509證書以及令牌中提取的字符串，將它們傳遞到身份認(rèn)證模塊。OpenID，Github甚至LDAP提供的外部認(rèn)證機(jī)制可以通過其中一個認(rèn)證模塊與Kubernetes集成。

2、 授權(quán)

一旦API請求得到認(rèn)證，下一步就是確認(rèn)這一操作是否被允許執(zhí)行。這是訪問控制流程中的第二個步驟。

對于授權(quán)一個請求，Kubernetes主要關(guān)注三個方面——請求者的用戶名、請求動作以及該動作影響的對象。用戶名從嵌入token的頭部中提取，動作是映射到CRUD操作的HTTP動詞之一(如 GET、POST、PUT、DELETE)，對象是其中一個有效的Kubernetes對象，如pod或者service。

Kubernetes基于一個存在策略來決定授權(quán)。默認(rèn)情況下，Kubernetes遵循封閉開放的理念，這意味著需要一個明確的允許策略才可以訪問資源。

與身份認(rèn)證類似，授權(quán)也是基于一個或多個模塊配置的，如ABAC模式、RBAC模式以及Webhook模式。當(dāng)管理員創(chuàng)建集群時，他們配置與API sever集成的授權(quán)模塊。如果多個模塊都在使用，Kubernetes會檢查每個模塊并且如果其中任一模塊授權(quán)了請求，則請求授權(quán)通過。如果所有模塊全部拒絕請求，則請求被拒絕(HTTP狀態(tài)碼403)。

當(dāng)您使用默認(rèn)配置的kubectl時，所有的請求都會通過，因此此時您被認(rèn)為時集群管理員。但當(dāng)我們添加新的用戶，默認(rèn)狀態(tài)下他們會限制訪問權(quán)限。

3、 準(zhǔn)入控制

通過準(zhǔn)入控制是請求的最后一個步驟。與前兩個步驟類似，準(zhǔn)入控制也有許多模塊。

但與前兩個步驟不同的是，最后的階段可以修改目標(biāo)對象。準(zhǔn)入控制模塊作用于對象的創(chuàng)建、刪除、更新和連接(proxy)階段，但不包括對象的讀取。舉個例子，例如，準(zhǔn)入控制模塊可用于修改創(chuàng)建持久卷聲明(PVC)的請求以使用特定存儲類。模塊可以實(shí)施的另一個策略是每次創(chuàng)建容器時提取鏡像。

在這一過程中，如果任一準(zhǔn)入控制模塊拒絕，那么請求立刻被拒絕。一旦請求通過所有的準(zhǔn)入控制器，將使用對應(yīng)API對象的驗(yàn)證流程對其進(jìn)行驗(yàn)證，然后寫入對象存儲。

在下一部分的文章中，我們將更進(jìn)一步了解創(chuàng)建用戶以及為其配置身份認(rèn)證。保持關(guān)注喲~