Kubernetes(k8s)1.5新特性:Kubelet API增加认证和授权能力

一、背景介绍

Kubernetes1.5中,对于kubelet新增加了几个同认证/授权相关的几个启动参数,分别是:

认证相关参数:

•       anonymous-auth参数:是否启用匿名访问,可以选择true或者false,默认是true,表示启用匿名访问。

•       authentication-token-webhook参数:使用tokenreviewAPI来进行令牌认证。

•       authentication-token-webhook-cache-ttl参数:webhook令牌认证缓存响应时长。

•       client-ca-file参数:表示使用x509证书认证,如果设置此参数,那么就查找client-ca-file参数设置的认证文件,任何请求只有在认证文件中存在的对应的认证,那么才可以正常访问。

授权相关参数:

•       authorization-mode参数:kubelet的授权模式,可以选择AlwaysAllow或者Webhook,如果设置成Webhook,那么使用SubjectAccessReviewAPI进行授权。

•       authorization-webhook-cache-authorized-ttl参数:webhook授权时,已经被授权内容的缓存时长。

•       authorization-webhook-cache-unauthorized-ttl参数:webhook授权时,没有被授权内容的缓存时长。

二、认证

默认anonymous-auth参数设置成true,也就是可以进行匿名认证,这时对kubelet API的请求都以匿名方式进行,系统会使用默认匿名用户和默认用户组来进行访问,默认用户名“system:anonymous”,默认用户组名“system:unauthenticated”。

可以禁止匿名请求,这时就需要设置kubelet启动参数:“–anonymous-auth=false”,这时如果请求时未经过认证的,那么会返回“401 Unauthorized”。

可以使用x509证书认证(X.509格式的证书是最通用的一种签名证书格式)。这时就需要设置kubelet启动参数:“–client-ca-file”,提供认证文件,通过认证文件来进行认证。同时还需要设置api server组件启动参数:“–kubelet-client-certificate”和“–kubelet-client-key”。在认证文件中一个用户可以属于多个用户组,比如下面例子产生的认证:

openssl req -new -key jbeda.pem -outjbeda-csr.pem -subj “/CN=jbeda/O=app1/O=app2”

这个例子创建了csr认证文件,这个csr认证文件作用于用户jbeda,这个用户属于两个用户组,分别是app1和app2。

可以启用令牌认证,这时需要通过命令“–runtime-config=authentication.k8s.io/v1beta1=true“启用api server组件authentication.k8s.io/v1beta1相关的API,还需要启用kubelet组件的“–authentication-token-webhook”、“–kubeconfig”、“–require-kubeconfig”三个参数。

kubeconfig参数:设置kubelet配置文件路径,这个配置文件用来告诉kubelet组件api server组件的位置,默认路径是。

require-kubeconfig参数:这是一个布尔类型参数,可以设置成true或者false,如果设置成true,那么表示启用kubeconfig参数,从kubeconfig参数设置的配置文件中查找api server组件,如果设置成false,那么表示使用kubelet另外一个参数“api-servers”来查找api server组件位置。

kubernetes源代码中,有一个错误的注释:

 

func NewKubeletServer() *KubeletServer {

versioned:= &v1alpha1.KubeletConfiguration{}

api.Scheme.Default(versioned)

config:= componentconfig.KubeletConfiguration{}

api.Scheme.Convert(versioned,&config, nil)

return&KubeletServer{

KubeConfig:           flag.NewStringFlag(“/var/lib/kubelet/kubeconfig”),

RequireKubeConfig:    false, // in 1.5, default to true

KubeletConfiguration:config,

}

}

这里面对RequireKubeConfig参数默认值的设置是false,但是在注释中写的确实true。

启用令牌认证后,kubelet会调用TokenReview API来进行令牌认证。

下面是一个kubeconfig文件格式样例:

clusters:

-name: name-of-remote-authn-service

cluster:

certificate-authority: /path/to/ca.pem         # 校验远程服务的认证文件

server: https://authn.example.com/authenticate # 远程服务访问https路径

users:

-name: name-of-api-server

user:

client-certificate: /path/to/cert.pem    # webhook插件使用的认证文件

client-key: /path/to/key.pem         # 认证文件对应的密钥文件

current-context: webhook

contexts:

– context:

cluster: name-of-remote-authn-service

user: name-of-api-sever

name: webhook

认证请求格式样例如下:

{

“apiVersion”: “authentication.k8s.io/v1beta1”,

“kind”: “TokenReview”,

“spec”: {

“token”: “(BEARERTOKEN)”

}

}

成功的认证响应如下:

{

“apiVersion”: “authentication.k8s.io/v1beta1”,

“kind”: “TokenReview”,

“status”: {

“authenticated”: true,

“user”: {

“username”: “janedoe@example.com”,

“uid”: “42”,

“groups”: [

“developers”,

“qa”

],

“extra”: {

“extrafield1”: [

“extravalue1”,

“extravalue2”

]

}

}

}

}

失败的认证响应如下:

{

“apiVersion”: “authentication.k8s.io/v1beta1”,

“kind”: “TokenReview”,

“status”: {

“authenticated”: false

}

}

三、授权

任何请求被成功认证后才会被授权,包括匿名认证请求。默认的授权模式是AlwaysAllow,意味着允许任何请求。其实对于API的请求是需要进行更细粒度划分和授权的,有下面两点原因:

虽然允许匿名用户请求,但是应该限制匿名用户可以访问的API。

虽然允许认证用户请求,但是不同认证用户应该可以访问不同的API,而不能所有认证用户只能访问相同的API。

要想进行API权限控制,需要通过命令“–runtime-config= authorization.k8s.io /v1beta1=true“启用api server组件authorization.k8s.io/v1beta1相关的API,还需要将授权模式参数“–authorization-mode”设置成Webhook,然后启用kubelet组件的“–kubeconfig”和“–require-kubeconfig”两个参数,这两个参数的作用在上面认证章节已经详细介绍过了,这里不再介绍。

Kubelet接着就会调用api server组件的SubjectAccessReviewAPI来判断哪个请求需要进行授权控制。

请求动作类型是根据HTTP访问类型进行划分的,如下面表格所示:

HTTP verb request verb
POST create
GET, HEAD get
PUT update
PATCH patch
DELETE delete

资源访问请求是根据不同请求路径来进行划分的,如下面表格所示:

Kubelet API 资源名称 子资源名称
/stats/* nodes stats
/metrics/* nodes metrics
/logs/* nodes log
/spec/* nodes spec
all others nodes proxy

对于资源访问请求,访问时名字空间和API组这两个属性永远都是空值,资源名称的属性值就是kubelet所在节点对象名称。

要是想让kubelete API可以进行权限控制,还需要确保api server组件已经启用了“–kubelet-client-certificate”和“–kubelet-client-key”连个参数,

kubelet-client-certificate参数:客户端认证文件路径

kubelet-client-key参数:客户端密钥文件路径

还确保客户端被授权可以访问下面属性:

·        verb=*, resource=nodes,subresource=proxy

·        verb=*, resource=nodes, subresource=stats

·        verb=*, resource=nodes,subresource=log

·        verb=*, resource=nodes,subresource=spec

·        verb=*, resource=nodes,subresource=metrics

总结

Kubernetes1.5中增加了kubele API的认证和授权功能,从中可以发现社区对K8S在生产环节中安全性的设计日趋完善,也说明有越来越多的客户在生产环境中使用K8S了。经常访问K8S社区就会发现,在基础功能日趋完善的情况下,K8S社区现在对于跨云(Federation)和安全认证(Security/Auth)这两方面有了长足的进步,将来的K8S会适合更多的生产环境,会成为一款特别受欢迎的容器编排开源软件产品。