Kubernetes 的安全机制 APIServer 认证、授权、准入控制

本文讲解 kubernetes 的安全机制。主要会按照这几个部分来讲解:APIServer 认证、授权、准入控制等。

我们都知道 kubenetes 默认在两个端口提供服务:一个是基于 https 安全端口 6443,另一个是基于 http 的非安全端口 8080。其中非安全端口 8080 限制只能本机访问,即绑定的是 localhost。

对于安全端口来讲,一个 API 请求到达 6443 端口后,主要经过以下几步处理:

  • 认证
  • 授权
  • 准入控制
  • 实际的 API 请求

APIServer 认证

Authentication verifies who you are.

认证的接口为:

// Request attempts to extract authentication information from a request and returns
 // information about the current user and true if successful, false if not successful,
 // or an error if the request could not be checked.
 type Request interface {
 AuthenticateRequest(req *http.Request) (user.Info, bool, error)
 }

// Info describes a user that has been authenticated to the system.
 type Info interface {

GetName() string

GetUID() string

GetGroups() []string

GetExtra() map[string][]string
 }
 也就是说,认证的目的是识别出访问者是谁,识别出访问者身份之后,具体有没有权限执行某个操作则是由“ 授权模块 ”来完成。

kubernetes 认证主要分为三种:CA 证书认证、Token 认证、Base 认证。可以同时配置多种认证方式,只要其中任意一个方式认证通过即可。

APIServer 授权

Authorization verifies what you are authorized to do.

授权就是授予不同用户不同的访问权限,APIServer 目前支持以下几种授权策略:

  • AlwaysDeny:表示拒绝所有的请求,该配置一般用于测试
  • AlwaysAllow:表示接收所有请求,如果集群不需要授权,则可以采取这个策略
  • ABAC:基于属性的访问控制,表示基于配置的授权规则去匹配用户请求,判断是否有权限。Beta 版本
  • RBAC:基于角色的访问控制,允许管理员通过 api 动态配置授权策略。Beta 版本

RBAC 主要还是基于私有云的那种授权思路,网易云基础服务(蜂巢)是基于 ABAC 自己开发的一套用户隔离的授权策略。因此接下来主要讲解一下 ABAC。

授权的接口为:

type Authorizer interface {
 Authorize(a Attributes) (err error)
 }
 // Attributes is an interface used by an Authorizer to get information about a request
 // that is used to make an authorization decision.
 type Attributes interface {

GetUserName() string

GetGroups() []string

GetVerb() string

IsReadOnly() bool

// The namespace of the object, if a request is for a REST object.
 GetNamespace() string

// The kind of object, if a request is for a REST object.
 GetResource() string

// GetSubresource returns the subresource being requested, if present
 GetSubresource() string

GetName() string

GetTenantId(tenantId string)

}

其实主要有六个基本属性:

  • 用户名,代表一个已经被认证的用户的 id
  • 是否是只读请求
  • 请求类型,比如 GET、List、Watch 等
  • 资源类型,比如 pods、nodes 等
  • namespace,被访问对象所属的 namespace
  • tenantid,被访问对象所属的租户 id

假如用户 A 发来请求 /api/v1/namespaces/nsa/pods/pda,那么我们可以通过这个请求以及 apiserver 的缓存,设置好上面的五个基本属性,为接下来的授权做好准备工作:

  • 用户名:A
  • 只读:是
  • 请求类型:GET
  • namespace:nsa
  • 资源类型:pods
  • tenantid:一个租户下面可以由多个 namespace,namespace 的 label 中设置了它属于哪个租户

接下来,看一下如何配置授权策略。

比如,我们限制集群内的用户只能访问自己租户的 persistentvolumes 资源,并且只能执行 get、list 和 watch 请求,那么对应的授权规则为:

{"ruleName": "kubelet", "resource": "persistentvolumes", "tenantId": "self", "method": "get&list&watch"}

限制集群内的用户能访问集群内的所有 pods 资源,但是只有对自己租户的 pods 资源才具有更改权限,那么对应的授权策略为:

{"ruleName": "kubelet", "resource": "pods", "tenantId": "self","method":"*"}
{"ruleName": "kubelet", "resource": "pods", "tenantId":"*","method": "get&list&watch"}

其中“ * ”表示匹配所有。
我们可以定义多条授权策略,只要有一条通过即授权通过。

Admission Control 准入控制

通过了前面的认证和授权之后,还需要经过准入控制处理通过之后,apiserver 才会处理这个请求。Admission Control 有一个准入控制列表,我们可以通过命令行设置选择执行哪几个准入控制器。只有所有的准入控制器都检查通过之后,apiserver 才执行该请求,否则返回拒绝。

当前可配置的准入控制器主要有:

  • AlwaysAdmit:允许所有请求
  • AlwaysDeny:拒绝所有请求
  • AlwaysPullImages:在启动容器之前总是去下载镜像
  • ServiceAccount:将 secret 信息挂载到 pod 中,比如 service account token,registry key 等
  • ResourceQuota 和 LimitRanger:实现配额控制
  • SecurityContextDeny:禁止创建设置了 Security Context 的 pod

准入控制的接口定义为:

// Interface is an abstract, pluggable interface for Admission Control decisions.
 type Interface interface {
 // Admit makes an admission decision based on the request attributes
 Admit(a Attributes) (err error)

// Handles returns true if this admission controller can handle the given operation
 // where operation can be one of CREATE, UPDATE, DELETE, or CONNECT
 Handles(operation Operation) bool
 }

type Handler struct {
 operations sets.String
 }

// Handles returns true for methods that this handler supports
 func (h *Handler) Handles(operation Operation) bool {
 return h.operations.Has(string(operation))
 }

如果我们想实现自己的准入控制插件,只要实现这个接口即可,使用起来非常简单。

参考文献

https://www.cyberciti.biz/faq/authentication-vs-authorization/
https://kubernetes.io/docs/admin/accessing-the-api/
https://kubernetes.io/docs/admin/authorization/
https://kubernetes.io/docs/admin/admission-controllers/
kubernetes权威指南

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