Kubernetes的RBAC权限控制

参考：

1. https://blog.csdn.net/BigData_Mining/article/details/88849696
2. https://cn-blogs.cn/archives/9078.html

一、基本概念

kubernetess的RBAC使用”rbac.authorization.k8s.io” API Group实现授权决策，允许管理员通过Kubernetes API动态配置策略，主要的概念有

1. RBAC中资源有：Pods、PV、ConfigMaps、Deployments、Nodes、Secrets、Namespaces
2. 资源与api group关联：如pods属于core api group，deployments属于apps api group
3. RBAC中操作有：get、create、list、delete、update、edit、watch、exe
4. User：-
5. Role ：在一个namespace中的角色，其中rules规定一组可以在不同api group上的资源执行的规则（verbs）
6. ClusterRole：在整个集群中的角色，管理三种Subject：Service Account（针对pods运行的进程）、User Account（针对人）、Groups
7. RoleBinding与ClusterRoleBinding：User与Role/ClusterRole的中间表绑定关系

二、Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

Role与ClusterRole

在RBAC API中，一个角色定义了一组特定权限的规则。namespace范围内的角色由Role对象定义，而整个Kubernetes集群范围内有效的角色则通过ClusterRole对象实现。

1、Role
Role对象只能用于授予对某一namespace中资源的访问权限。
以下示例表示在“default” namespace中定义一个Role对象，用于授予对资源pods的读访问权限，绑定到该Role的用户则具有get/watch/list pod资源的权限:

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""] # 空字符串""表明使用core API group，不是拥有了全区权限
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

为了更容易对API进行扩展，Kubemetes 使用API Groups (API组)进行标识。APIGroups 以及REST URL中的路径进行定义。当前支持两类API groups。

Core Groups (核心组)，也可以称为Legacy Groups，该组的REST路径位于/api/v1, 作为 Kubernetes 最核心的 API，
它是没有“组”的概念，例如 ”v1“，在资源对象的定义中表示为”apiVersion: v1“。

具有分组信息的API，以/apis/$GROUP_NAME/$VERSIONURL路径进行标识，在资源对象的定义中表示为
apiVersion: $GROUP_NAME/$VERSION（例如，apiVersion: batch/v1）。已支持的 API 组详细列表请参阅
Kubernetes API reference。

2、ClusterRole
ClusterRole对象可以授予整个集群范围内资源访问权限， 也可以对以下几种资源的授予访问权限：

• 集群范围资源（例如节点，即node）
• 非资源类型endpoint（例如”/healthz”）
• 跨所有namespaces的范围资源（例如pod，需要运行命令kubectl get pods --all-namespaces来查询集群中所有的pod)

以下示例中定义了一个名为pods-reader的ClusterRole，绑定到该ClusterRole的用户或对象具有用对集群中的资源pods的读访问权限：

kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  # 鉴于ClusterRole是集群范围对象，所以这里不需要定义"namespace"字段
  name: pods-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

RoleBinding与ClusterRoleBinding

角色绑定将一个角色中定义的各种权限授予一个或者一组用户，则该用户或用户组则具有对应绑定的Role或ClusterRole定义的权限。
角色绑定包含了一组相关主体（即subject, 包括用户——User、用户组——Group、或者服务账户——Service Account）以及对被授予角色的引用。 在某一namespace中可以通过RoleBinding对象授予权限，而集群范围的权限授予则通过ClusterRoleBinding对象完成。

3、RoleBinding
RoleBinding可以将同一namespace中的subject（用户）绑定到某个具有特定权限的Role下，则此subject即具有该Role定义的权限。
下面示例中定义的RoleBinding对象在”default” namespace中将”pod-reader”角色授予用户”Caden”。 这一授权将允许用户”Caden”从”default” namespace中读取pod。

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: read-pods
  namespace: default
subjects:
- kind: User
  name: Caden
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: pod-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

4、ClusterRoleBinding

ClusterRoleBinding在整个集群级别和所有namespaces将特定的subject与ClusterRole绑定，授予权限。
下面示例中所定义的ClusterRoleBinding 允许在用户组”pods-reader”中的任何用户都可以读取集群中任何namespace中的pods。

kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: read-pods-global
subjects:
- kind: Group
  name: pods-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: pods-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

 

此外，RoleBinding对象也可以引用一个ClusterRole对象用于在RoleBinding所在的namespace内授予用户对所引用的ClusterRole中 定义的namespace资源的访问权限。这一点允许管理员在整个集群范围内首先定义一组通用的角色，然后再在不同的名字空间中复用这些角色。
例如，尽管下面示例中的RoleBinding引用的是一个ClusterRole对象，但是用serviceaccount ”reader-dev”（即角色绑定主体）还是只能读取”development” namespace中的pods（即RoleBinding所在的namespace）。

kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: read-pods
  namespace: development # 这里表明仅授权读取"development" namespace中的资源，若不定义该字段，则表示整个集群的Pod资源都可访问
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: reader-dev
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: pod-reader
  namespace: kube-system

三、相关命令行工具

1.查看Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

kubectl get role -n kube-system

查看kube-system namespace下的所有role

kubectl get role <role-name> -n kube-system -o yaml

查看某个role定义的资源权限

kubectl get rolebinding -n kube-system

查看kube-system namespace下所有的rolebinding

kubectl get rolebinding <rolebind-name> -n kube-system -o yaml

查看kube-system namespace下的某个rolebinding详细信息（绑定的Role和subject）

kubectl get clusterrole

查看集群所有的clusterrole

kubectl get clusterrole <clusterrole-name> -o yaml

查看某个clusterrole定义的资源权限详细信息

kubectl get clusterrolebinding

查看所有的clusterrolebinding

kubectl get clusterrolebinding <clusterrolebinding-name> -o yaml

查看某一clusterrolebinding的详细信息

有两个kubectl命令可以用于在命名空间内或者整个集群内授予角色。

kubectl create rolebinding

2.在某一特定名字空间内授予Role或者ClusterRole

a) 在名为”acme”的名字空间中将admin ClusterRole授予用户”bob”：

kubectl create rolebinding bob-admin-binding --clusterrole=admin --user=bob --namespace=acme

b) 在名为”acme”的名字空间中将view ClusterRole授予服务账户”myapp”：

kubectl create rolebinding myapp-view-binding --clusterrole=view --serviceaccount=acme:myapp --namespace=acme
kubectl create clusterrolebinding

3.在整个集群中授予ClusterRole，包括所有名字空间

a) 在整个集群范围内将cluster-admin ClusterRole授予用户”root”：

kubectl create clusterrolebinding root-cluster-admin-binding --clusterrole=cluster-admin --user=root

b) 在整个集群范围内将system:node ClusterRole授予用户”kubelet”：

kubectl create clusterrolebinding kubelet-node-binding --clusterrole=system:node --user=kubelet

c) 在整个集群范围内将view ClusterRole授予名字空间”acme”内的服务账户”myapp”：

kubectl create clusterrolebinding myapp-view-binding --clusterrole=view --serviceaccount=acme:myapp

四、apiVersion与apiGroup

 一、Kubernetes API版本的演进策略

为了在兼容旧版本的同时不断升级新的API，Kubernetes提供了多版本API的支持能力，每个版本的API都通过一个版本号路径前缀进行区分，例如/api/v1beta3。

在通常情况下，新旧几个不同的API版本都能涵盖所有的Kubernetes资源对象，在不同的版本之间，这些API接口存在一些细微差别。

Kubernetes开发团队基于API级别选择版本而不是基于资源和域级别，是为了确保API能够清晰、连续地描述一个系统资源和行为的视图，能够控制访问的整个过程和控制实验性API的访问。

API的版本号通常用于描述API的成熟阶段，例如：

1. v1表示GA稳定版本；
2. v1beta3表示Beta版本（预发布版本）；
3. v1alpha1表示Alpha版本（实验性的版本）。

当某个API的实现达到一个新的GA稳定版本时（如v2），旧的GA 版本（如v1）和Beta版本（例如v2beta1）将逐渐被废弃，Kubernetes建议废弃的时间如下。

1. 对于旧的GA版本（如v1），Kubernetes建议废弃的时间应不少于12个月或3个大版本Release的时间，选择最长的时间。
2. 对旧的Beta版本（如v2beta1），Kubernetes建议废弃的时间应不少于9个月或3个大版本Release的时间，选择最长的时间。
3. 对旧的Alpha版本，则无须等待，可以直接废弃。

完整的API更新和废弃策略请参考官方网站 https://kubernetes.io/docs/reference/usingapi/deprecation-policy/的说明。

二、API Groups（API组）
为了更容易对API进行扩展，Kubernetes使用API Groups（API组）进行标识。API Groups以REST URL中的路径进行定义。
当前支持两类 API groups。

1. Core Groups（核心组），也可以称之为Legacy Groups，作为 Kubernetes最核心的API，其特点是没有“组”的概念，例如“v1”，在资源对象的定义中表示为“apiVersion:v1”。
2. 具有分组信息的API，以/apis/$GROUP_NAME/$VERSION URL路径进行标识，在资源对象的定义中表示为“apiVersion: $GROUP_NAME/$VERSION”，例如：“apiVersion: batch/v1”“apiVersion: extensions:v1beta1”“apiVersion: apps/v1beta1”等

详细的API列表请参见官网https://kubernetes.io/docs/reference，目前根据 Kubernetes的不同版本有不同的API说明页面。

例如，由于Pod属于核心资源对象，所以不存在某个扩展API Group，其属于Core Groups，在Pod的定义中为“apiVersion: v1”。
StatefulSet则属于名为apps的API组，版本号为v1，在StatefulSet的定义中为“apiVersion: apps/v1”。

2.1、启动或者禁用特定API组
如果要启用或禁用特定的API组，则需要在API Server的启动参数中 设置–runtime-config进行声明。
例如，--runtime-config=batch/v2alpha1表示启用API组“batch/v2alpha1”；也可以设置--runtime- config=batch/v1=false表示禁用API组“batch/v1”。多个API组的设置以逗号分隔。
在当前的API Server服务中，DaemonSets、Deployments、 HorizontalPodAutoscalers、Ingress、Jobs和ReplicaSets所属的API组是默认启用的。