kubernetes学习记录（9）——集群基于CA签名的安全设置

最近在使用RC的时候碰到了一个问题：创建RC后无法自动创建Pod
网上搜索，得到出现该问题的原因是：身份认证。
解决的办法有两种：（1）跳过认证（2）解决认证

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跳过认证

跳过认证的解决办法是

vim /etc/kubernetes/apiserver

编辑apiserver，去除KUBE_ADMISSION_CONTROL中的
SecurityContextDeny,ServiceAccount
重启kube-apiserver.service服务。

systemctl restart kube-apiserver.service

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解决认证

因为后续像Heapster等，都需要与Kubernetes Master进行安全连接，所以使用CA证书解决认证。

本章能创建出一个纯CA认证的集群环境，关闭了所有的非安全端口，这种方式在后续的使用中，碰到了一些问题，正在尝试安全端口和非安全端口并存的认证方式（2017年8月25日备注）,成功后会修改本篇内容（已更新）

解决认证采用的是《kubernetes权威指南：从Docker到Kubernetes实践全接触》中的基于CA签名的双向数字证书认证方式。

在一个安全的内网环境中，Kubernetes的各个组件与Master之间可以通过apiserver的非安全端口http://apiserver:8080进行访问。

但如果apiserver需要对外提供服务，或者集群中的某些容器也需要访问apiserver，以获取集群中的某些信息，更安全的做法是启用HTTPS安全机制。

这里，采用基于CA签名的双向数字证书认证方式。过程如下：

(1)为kube-apiserver生成一个数字证书，并用CA证书进行签名。(2)为kube-apiserver进程配置证书相关的启动参数，包括CA证书（用于验证客户端证书的签名真伪、自己经过CA签名后的证书及私钥）。(3)为每个访问Kubernetes API Server的客户端进程生成自己的数字证书，也都用CA证书进行签名，在相关程序的启动参数中增加CA证书、自己的证书等相关参数。

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Master端配置

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OpenSSL工具在Master服务器上创建CA证书和私钥相关的文件

#openssl genrsa -out ca.key 2048#openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -subj "/CN=192.168.121.143" -days 5000 -out ca.crt#openssl genrsa -out server.key 2048

生成文件如下：

ca.crt  ca.key  server.key

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创建Master_ssl.cnf文件，生成x509 v3版本证书

[req]req_extensions = v3_reqdistinguished_name = req_distinguished_name[req_distinguished_name][ v3_req ]basicConstraints = CA:FALSEkeyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEnciphermentsubjectAltName = @alt_names[alt_names]DNS.1 = kubernetesDNS.2 = kubernetes.defaultDNS.3 = kubernetes.default.svcDNS.4 = kubernetes.default.svc.cluster.localDNS.5 = masterIP.1 = 10.254.0.1IP.2 = 192.168.121.143

DNS.5为Master服务器的HostName，IP.1为Kubernetes Master Service的Cluster IP，IP.2为Master服务器的IP。

基于Master_ssl.cnf生成server.csr和server.crt。
在生成server.csr时，-subj参数中/CN指定的名字需要为Master所在的主机名。

openssl req -new -key server.key -subj "/CN=master" -config Master_ssl.cnf -out server.csropenssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -days 5000 -extensions v3_req -extfile Master_ssl.cnf -out server.crt

现在有6个文件：

ca.crt ca.key ca.srl server.crt server.csr server.key

将它们复制到/etc/kubernetes/ssl/下。

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配置kube-apiserver的启动参数

修改/etc/kubernetes/apiserver

--client-ca-file #CA根证书文件--tls-cert-file #服务端证书文件--tls-private-key-file #服务端私钥文件--secure-port=6443 #安全端口--bind-address=192.168.121.143 #HTTPS（安全）绑定的MasterIp地址--advertise-address=192.168.121.143 #对外提供服务的IP--insecure-bind-address=192.168.121.143#非安全IP

最终的/etc/kubernetes/apiserver如下

KUBE_API_ADDRESS="--advertise-address=192.168.121.143 --bind-address=192.168.121.143 --insecure-bind-address=192.168.121.143"KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd-servers=http://192.168.121.143:2379"KUBE_SERVICE_ADDRESSES="--service-cluster-ip-range=10.254.0.0/16"KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admission-control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,SecurityContextDeny,ServiceAccount,ResourceQuota"KUBE_API_ARGS="--client-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.crt --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/server.key --tls-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/server.crt"

重启kube-apiserver服务

#systemctl restart kube-apiserver

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配置kube-controller-manager的启动参数

/etc/kubernetes/controller-manager最终如下

KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS="--address=127.0.0.1 --service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/ssl/server.key --root-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.crt --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig"

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配置kube-scheduler的启动参数

/etc/kubernetes/scheduler最终如下

KUBE_SCHEDULER_ARGS="--address=127.0.0.1 --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig"

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配置/etc/kubernetes/config

修改/etc/kubernetes/config，最终为

KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true"KUBE_LOG_LEVEL="--v=0"KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=true"KUBE_MASTER="--master=https//192.168.121.143:6443"

生成集群管理员证书

在/etc/kubernetes/ssl/下执行（会用到上文生成的文件）

#openssl genrsa -out cs_client.key 2048#openssl req -new -key cs_client.key -subj "/CN=master" -out cs_client.csr#openssl x509 -req -in cs_client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out cs_client.crt -days 5000

创建/etc/kubernetes/kubeconfig

apiVersion: v1kind: Configusers:- name: controllermanager  user:    client-certificate: /etc/kubernetes/ssl/cs_client.crt    client-key: /etc/kubernetes/ssl/cs_client.keyclusters:- name: local  cluster:    certificate-authority: /etc/kubernetes/ssl/ca.crtcontexts:- context:    cluster: local    user: controllermanager  name: my-contextcurrent-context: my-context

重启kube-controller-manager、kube-scheduler服务

#systemctl restart kube-scheduler kube-controller-manager

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配置Node端

复制kube-apiserver的ca.crt和ca.key到各个Node上（/etc/kubernetes/ssl下）。

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生成kubelet_client.crt

在生成kubelet_client.crt时，-CA参数和-CAkey参数使用的是apiserver的ca.crt和ca.key文件。在生成kubelet_client.csr时，-subj参数中的“/CN”设置为本Node的IP地址。

#openssl genrsa -out kubelet_client.key 2048#openssl req -new -key kubelet_client.key -subj "/CN=192.168.121.144" -out kubelet_client.csr#openssl x509 -req -in kubelet_client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out kubelet_client.crt -days 5000

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创建/etc/kubernetes/kubeconfig

创建/etc/kubernetes/kubeconfig文件（kubelet和kube-proxy进程共用），配置客户端证书等相关参数。内容如下：

apiVersion: v1kind: Configusers:- name: kubelet  user:    client-certificate: /etc/kubernetes/ssl/kubelet_client.crt    client-key: /etc/kubernetes/ssl/kubelet_client.keyclusters:- name: local  cluster:     certificate-authority: /etc/kubernetes/ssl/ca.crtcontexts:- context:    cluster: local    user: kubelet  name: my-contextcurrent-context: my-context

修改kubernetes的配置文件/etc/kubernetes/config

KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true"KUBE_LOG_LEVEL="--v=0"KUBE_ALLOW_PRIV="--allow-privileged=false"KUBE_MASTER="--master=https://192.168.121.143:6443"

设置kubelet服务的启动参数

--api_servers=https://192.168.121.143:6443--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig

修改/etc/kubernetes/kubelet

KUBELET_ADDRESS="--address=192.168.121.144"KUBELET_HOSTNAME="--hostname-override=192.168.121.144"KUBELET_API_SERVER="--api-servers=https://192.168.121.143:6443"KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=192.168.121.140:5000/registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest"KUBELET_ARGS="--cluster_dns=10.254.10.2 --cluster_domain=cluster.local --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig"

重启kubelet服务

#systemctl restart  kubelet

设置kube-proxy服务的启动参数

--master=https://192.168.121.143:6443--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig

修改/etc/kubernetes/proxy

KUBE_PROXY_ARGS="--master=https://192.168.121.143:6443 --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig"

重启kube-proxy服务

systemctl restart  kube-proxy

验证

我们在正常启动前最好删掉etcd中的旧数据
在master上执行（#etcdctl rm --recursive registry）

重启master上的服务

#systemctl daemon-reload#systemctl restart etcd kube-apiserver kube-scheduler kube-controller-manager

重启node上的服务

#systemctl daemon-reload #systemctl restart docker kubelet kube-proxy

验证

#curl https://master:6443/api/v1/nodes --cert /etc/kubernetes/ssl/cs_client.crt --key /etc/kubernetes/ssl/cs_client.key --cacert /etc/kubernetes/ssl/ca.crt

#kubectl get nodes

这里需要配置一下kubectl的启动参数
否则不能直接用kubectl get nodes，直接用会报错

报错信息如下：The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

kubectl的启动参数配置会在之后有空的时候整理
使用kubectl -s 192.168.121.143:8080 get nodes代替
下面指令类似

#kubectl get sa --all-namespaces

创建一个RC进行验证

apiVersion: v1kind: ReplicationControllermetadata:  name: myapp-v1spec:  replicas: 10  selector:    app: myapp    version: v1  template:    metadata:      labels:        app: myapp        version: v1    spec:      containers:      - name: myapp        command:          - sleep          - "3600"        image: 192.168.121.140:5000/busybox        imagePullPolicy: IfNotPresent      restartPolicy: Always