Kubernetes RBAC

一、简介

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的访问控制），作为Kubernetes安装方式的默认选项，足见其重要程度，相对于其他访问控制方式，RBAC具有以下优势：

对集群中的资源和非资源权限均有完整的覆盖
整个RBAC完全由几个API对象完成，同其他API对象一样，可以用kubect或API进行操作
可以在运行时进行调整，无须重启启动API Server

RBAC 使用 rbac.authorization.k8s.io API Group来实现授权决策，允许管理员通过kubernetes API动态配置策略，要启用RBAC ，需要在apiserver 中添加参数 --authorization-mode=RBAC

二、RBAC API对象

Kubernetes 有一个很基本的特性就是它的所有资源对象都是模型化的API对象，允许执行CRUD(Create、Read、Update、Delete)操作（也就是我们常说的增、删、改、查操作），比如下面的资源：

Pods
ConfigMaps
Deployments
Nodes
Secrets
Namespaces

上面的这些资源对象的可能存在的操作：

create
get
delete
list
update
edit
watch
exec

在更上层，这些资源和API Group进行关联，比如Pods属于Core API Group，而Deployment 属于apps API Group，要在Kubernetes 中进行RBAC 的管理，除了上面的这些资源和操作外，我们还需要另外的一些对象：

Rule：规则，规则是一组属于不同API Group资源上的一组操作的集合
Role 和 ClusterRole：角色和集群角色，这两个对象都包含上面的Rule元素，二者区别在于，在Role中，定义的规则只适用于单个命名空间，也就是和namespace关联的，而ClusterRole是集群范围内的，因此定义的规则不受命名空间的约束。另外Role和ClusterRole在Kubernetes中都被定义为集群内部的API资源，和Pod、ConfigMap这些类似，都是集群资源的对象，所有同意的可以使用kubectl相关命令来进行操作
Subject：主题，对应在集群中尝试操作的对象，集群中定义了3种类型的主题资源：
- User Account：用户，这是由外部独立服务进行管理的，管理员进行私钥的分配，用户可以使用KeyStone或者Google账号，甚至一个用户名和密码的文件列表也可以。对于用户的管理集群内部没有一个关联的资源对象，所以用户不能通过集群内部的API进行管理
- Group：组，这是用来关联多个账户的，集群中有一些默认创建的组，比如cluster-admin
- Service Account：服务账号，通过Kubernetes API来管理的一些用户账号，和namespace进行关联，适用于集群内部运行的应用程序，需要通过API来完成权限认证，所以在集群内部进行权限操作，我们都需要使用到Service Account
Role Binding和ClusterRoleBinding：角色绑定和集群角色绑定，简单的来说就是把声明的Subject和我们的Role进行绑定的过程（给某个用户绑定上操作的权限），二者的区别也是作用范围的区别：RoleBinding只会影响到当前namespace下面的资源操作权限，而ClusterRoleBinding会影响到所有的namespace。

三、创建一个只能访问某个namespace的用户

3.1 创建一个User Account，只能访问kube-system这个命名空间

username： tunan

group：jiang

（1）给用户tunan创建一个私钥，命名为：tunan.key

# openssl genrsa -out tunan.key 2048

（2）使用刚刚创建的私钥新建一个证书签名请求文件：tunan.csr，确保参数-subj参数中指定用户名和组（CN表示用户名，O表示组）

# openssl req -new -key tunan.key -out tunan.csr -subj "/CN=tunan/O=jiang"

（3）找到kubernetes集群的CA，利用集群的ca.crt和ca.key两个文件来批准上面的证书请求，并设置500天有效期

# openssl x509 -req -in tunan.csr -CA /etc/kubernetes/pki/ca.crt -CAkey /etc/kubernetes/pki//ca.key -CAcreateserial -out tunan.crt -days 500

（4）查看证书

# ls
tunan.crt  tunan.csr  tunan.key

（5）使用刚创建的证书文件和私钥文件在集群中创建新的凭证和上下文（Context）

# kubectl config set-credentials tunan --client-certificate=tunan.crt --client-key=tunan.key 
User "tunan" set.

（6）为这个用户设置新的Context

# kubectl config set-context tunan-context --cluster=kubernetes --namespace=kube-system --user=tunan
Context "tunan-context" created.

（7）此时使用这个配置文件来操作kubectl会出错，因为还没有定义任何操作权限

# kubectl get pods --context=tunan-context
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "tunan" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "kube-system"

3.2 创建角色

用户完成后，接下来需要给用户添加操作权限，创建一个允许用户操作Deployment、Pod、ReplicaSets的角色

tunan-role.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: tunan-role
  namespace: kube-system
rules:
- apiGroups: ["","extensions","apps"]
  resources: ["deployments","replicasets","pods"]
  verbs: ["get","list","watch","create","patch","delete"] # 全部权限可以使用["*"]

apiGroups中[""] 代表核心API Group，ReplicasSets属于extensions这个API Group，而Deployments属于apps这个API Group。上面的verbs就是对这些资源对象执行的操作

创建这个Role

# kubectl create -f tunan-role.yaml 
role.rbac.authorization.k8s.io/tunan-role created

3.3 创建角色绑定

Role创建完成后，但是这个Role和用户tunan还没有任何关系，这里就需要创建一个RoleBinding对象，在kube-system这个命名空间下面将上面的tunan-role 角色和用户 tunan进行绑定

tunan-rolebinding.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: tunan-rolebinding
  namespace: kube-system
subjects:
- kind: User
  name: tunan
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: tunan-role
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

查看

# kubectl describe role tunan-role -n kube-system 
Name:         tunan-role
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
PolicyRule:
  Resources               Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------               -----------------  --------------  -----
  deployments             []                 []              [get list watch create patch delete]
  pods                    []                 []              [get list watch create patch delete]
  replicasets             []                 []              [get list watch create patch delete]
  deployments.apps        []                 []              [get list watch create patch delete]
  pods.apps               []                 []              [get list watch create patch delete]
  replicasets.apps        []                 []              [get list watch create patch delete]
  deployments.extensions  []                 []              [get list watch create patch delete]
  pods.extensions         []                 []              [get list watch create patch delete]
  replicasets.extensions  []                 []              [get list watch create patch delete]
  
# kubectl describe rolebinding  tunan-rolebinding -n kube-system 
Name:         tunan-rolebinding
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Role:
  Kind:  Role
  Name:  tunan-role
Subjects:
  Kind  Name   Namespace
  ----  ----   ---------
  User  tunan

验证

# kubectl get pods --context=tunan-context
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-66bff467f8-hqqz7         1/1     Running   10         12d
coredns-66bff467f8-z2hr4         1/1     Running   10         12d
etcd-master                      1/1     Running   11         12d
kube-apiserver-master            1/1     Running   11         12d
kube-controller-manager-master   1/1     Running   13         12d
...

四、创建一个只能访问某个namespace的ServiceAccount

创建一个集群内部的用户ServiceAccount，只能操作kube-system这个命名空间下面的pods和deployments

sa.yaml

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: tunan-sa
  namespace: kube-system

创建sa

# kubectl create -f sa.yaml

# kubectl get sa tunan-sa -n kube-system
NAME       SECRETS   AGE
tunan-sa   1         19s

创建一个新的Role对象

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: tunan-sa-role
  namespace: kube-system
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get","watch","list"]
- apiGroups: ["apps"]
  resources: ["deployments"]
  verbs: ['get','list','watch','create','update','patch','delete']
# kubectl create -f tunan-sa-role.yaml 
role.rbac.authorization.k8s.io/tunan-sa-role created
# kubectl get  role tunan-sa-role -n kube-system
NAME            CREATED AT
tunan-sa-role   2020-06-17T03:40:00Z

# kubectl describe  role tunan-sa-role -n kube-system
Name:         tunan-sa-role
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
PolicyRule:
  Resources         Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------         -----------------  --------------  -----
  deployments.apps  []                 []              [get list watch create update patch delete]
  pods              []                 []              [get watch list]

创建一个Rolebinding，将上面的tunan-sa 和 tunan-sa-role进行绑定

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: tunan-sa-rolebinding
  namespace: kube-system
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: tunan-sa
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: Role
  name: tunan-sa-role
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
# kubectl get rolebinding  tunan-sa-rolebinding -n kube-system
NAME                   ROLE                 AGE
tunan-sa-rolebinding   Role/tunan-sa-role   30s
# kubectl describe rolebinding  tunan-sa-rolebinding -n kube-system
Name:         tunan-sa-rolebinding
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Role:
  Kind:  Role
  Name:  tunan-sa-role
Subjects:
  Kind            Name      Namespace
  ----            ----      ---------
  ServiceAccount  tunan-sa  kube-system

验证

每个ServiceAccount会生成一个Srcret对象和它进行映射，这个Secret里面包含一个token，可以利用这个token去登入Dashboard，可以在Dashboard中验证功能是否符合预期
```
# kubectl get secret -n kube-system |grep tunan-sa
# kubectl get secret tunan-sa-token-hn97d -o jsonpath={.data.token} -n kube-system | base64 -d
```
会得到一个很长的token，利用这个token去登入Dashboard

除了命名空间kube-system中的内容，其他都无法查看，结果是符合预期的

五、创建一个可以访问所有namespace的ServiceAccount

新创建一个ServiceAccount，具有操作所有namespace的权限，这个时候就需要使用到ClusterRole和ClusterRoleBinding这两种资源对象了。

创建新的ServiceAccount

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: cluster-tunan-sa
  namespace: kube-system

# kubectl get sa cluster-tunan-sa -n kube-system 
NAME               SECRETS   AGE
cluster-tunan-sa   1         64s

创建一个ClusterRoleBinding对象

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: clusterrolebinding-tunan-sa
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: cluster-tunan-sa
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

# kubectl create -f cluster-rolebinding-tunan.yaml 
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/clusterrolebinding-tunan-sa created

# kubectl get clusterrolebinding clusterrolebinding-tunan-sa  -n kube-system
NAME                          ROLE                        AGE
clusterrolebinding-tunan-sa   ClusterRole/cluster-admin   65s

获取token

# kubectl get secret -n kube-system | grep cluster-tunan-sa
cluster-tunan-sa-token-zj95w                     kubernetes.io/service-account-token   3      6m51s

# kubectl get secret cluster-tunan-sa-token-zj95w -o jsonpath={.data.token} -n kube-system | base64 -d

登入Dashboard验证，可以访问所有的namespace资源

posted @ 2020-08-13 09:31 Bigberg 阅读(358) 评论(0) 编辑收藏举报

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