Kubernetes安全

Kubernetes RBAC授权

Kubernetes 安全框架

K8S安全控制框架主要由下面3个阶段进行控制，每一个阶段都支持插件方式，通过API Server配置来启用插件。

1. Authentication（鉴权）

K8s Apiserver提供三种客户端身份认证：

• HTTPS 证书认证：基于CA证书签名的数字证书认证（kubeconfig）

• HTTP Token认证：通过一个Token来识别用户（serviceaccount）

• HTTP Base认证：用户名+密码的方式认证（1.19版本弃用）

2. Authorization（授权）

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的访问控制）：负责完成授权（Authorization）工作。

RBAC根据API请求属性，决定允许还是拒绝。

比较常见的授权维度

• user：用户名

• group：用户分组

• 资源，例如pod、 deployment

• 资源操作方法： get， list， create， update， patch， watch， delete

• 命名空间

• API组

3. Admission Control（准入控制）

Adminssion Control实际上是一个准入控制器插件列表， 发送到API Server的请求都需要经过这个列表中的每个准入控

制器插件的检查， 检查不通过， 则拒绝请求。

启用一个准入控制器：

kube-apiserver --enable-admission-plugins=NamespaceLifecycle,LimitRanger ...

关闭一个准入控制器：

kube-apiserver --disable-admission-plugins=PodNodeSelector,AlwaysDeny ...

查看默认启用：

kubectl exec kube-apiserver-k8s-master -n kube-system -- kube-apiserver -h | grep enable-admission-plugins

基于角色的权限访问控制： RBAC

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的访问控制），是K8s默认授权策略，并且是动态配置策略（修改即时生效）。

主体（subject）

• User：用户

• Group：用户组

• ServiceAccount：服务账号

角色

• Role：授权特定命名空间的访问权限

• ClusterRole：授权所有命名空间的访问权限

角色绑定

• RoleBinding：将角色绑定到主体（即subject）

• ClusterRoleBinding：将集群角色绑定到主体

注： RoleBinding在指定命名空间中执行授权， ClusterRoleBinding在集群范围执行授权。

RBAC授权案例

为指定用户授权访问不同命名空间权限，例如新入职一个小弟，希望让他先熟悉K8s集群，为了安全性，先不能给他太大权限，因此先给他授权访问default命名空间Pod读取权限。

实施大致步骤：

1. 用K8S CA签发客户端证书

2. 生成kubeconfig授权文件

3. 创建RBAC权限策略

4. 指定kubeconfig文件测试权限： kubectl get pods --kubeconfig=./aliang.kubeconfig

为指定用户授权访问不同命名空间权限

生成kubeconfig授权文件：

# 设置集群

kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=https://192.168.31.61:6443 \    #masterIP
--kubeconfig=aliang.kubeconfig

# 设置客户端认证

kubectl config set-credentials aliang \
--client-key=aliang-key.pem \
--client-certificate=aliang.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=aliang.kubeconfig

# 设置默认上下文

kubectl config set-context kubernetes \
--cluster=kubernetes \
--user=aliang \
--kubeconfig=aliang.kubeconfig

# 设置当前使用配置

kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=aliang.kubeconfig

创建角色（权限集合）：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
namespace: default
name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [“” ] # api组，例如apps组，空值表示是核心API组，像namespace、 pod、 service、 pv、 pvc都在里面
resources: [“pods” ] #资源名称（复数），例如pods、 deployments、 services
verbs: [“get” , “watch” , “list” ] # 资源操作方法

将用户与角色绑定：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: read-pods
namespace: default
subjects:
- kind: User # 主体
name: jane # 主体名称
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef: # 绑定的角色
kind: Role
name: pod-reader # 角色名称
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

认证流程

ServiceAccount（服务账号）简称SA，用于让集群内Pod访问k8s Api。授权方式与kubeconfig方式一样。

示例：为一个服务账号分配只能创建deployment、 daemonset、statefulset的权限

# 创建服务账号

kubectl create serviceaccount cicd-token -n app-team1

# 创建集群角色

kubectl create clusterrole deployment-clusterrole \
--verb=create --resource=deployments,daemonsets,statefulsets

# 将服务账号绑定角色

kubectl create rolebinding cicd-token \
--serviceaccount=app-team1:cicd-token \
--clusterrole=deployment-clusterrole -n app-team1

# 测试服务账号权限

kubectl --as=system:serviceaccount:app-team1:cicd-token \
get pods -n app-team1

以上命令对应yaml文件

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:name: cicd-tokennamespace: app-team1
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:name: deployment-clusterrole
rules:
- apiGroups: ["apps"]resources: ["deployments","daemonsets","statefulsets"]verbs: ["create"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:name: cicd-tokennamespace: app-team1
roleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: ClusterRolename: deployment-clusterrole
subjects:
- kind: ServiceAccountname: cicd-tokennamespace: app-team1

---

网络访问控制

网络访问控制应用场景

默认情况下， Kubernetes 集群网络没任何网络限制， Pod 可以与任何其他 Pod 通信，在某些场景下就需要进行网络控制，减少网络攻击面，提高安全性，这就会用到网络策略。

网络策略（Network Policy）：是一个K8s资源，用于限制Pod出入流量，提供Pod级别和

Namespace级别网络访问控制。

网络策略的应用场景（偏重多租户下）

• 应用程序间的访问控制，例如项目A不能访问项目B的Pod

• 开发环境命名空间不能访问测试环境命名空间Pod

• 当Pod暴露到外部时，需要做Pod白名单

网络策略概述

 

podSelector：目标Pod，根据标签选择。
policyTypes：策略类型，指定策略用于入站、出站流量。
Ingress： from是可以访问的白名单，可以来自于IP段、命名空间、 Pod标签等， ports是可以访问的端口。
Egress：这个Pod组可以访问外部的IP段和端口

网络策略工作流程

1、创建Network Policy资源

2、 Policy Controller监控网络策略，同步并通知节点上程序

3、节点上DaemonSet运行的程序从etcd中获取Policy，调用本地Iptables创建防火墙规则

网络访问控制3个案例

案例1：拒绝其他命名空间Pod访问

需求： test命名空间下所有pod可以互相访问，也可以访问其他命名空间Pod，但其他命名空间不能访问test命名空间Pod。

测试：

kubectl run busybox --image=busybox -n test -- sleep 12h
kubectl run web --image=nginx -n test

# 可以访问

kubectl exec busybox -n test -- ping <同命名空间pod IP>

# 不能访问（在default命名空间测试访问test命名空间pod web）

kubectl exec busybox -- ping <test命名空间pod IP>

对应的yaml

案例2：同一个命名空间下应用之间限制访问

需求：将test命名空间携带run=web标签的Pod隔离，只允许携带run=client1标签的Pod访问80端口。

测试：

kubectl run web --image=nginx -n test
kubectl run client1 --image=busybox -n test -- sleep 12h

# 可以访问

kubectl exec client1 -n test -- wget <test命名空间pod IP>

# 不能访问

kubectl exec busybox -- wget <test命名空间pod IP>

对应yaml文件

案例3：只允许指定命名空间中的应用访问

需求： 只允许dev命名空间中的Pod访问prod命名空间中的pod 80端口

命名空间打标签：

kubectl label namespace dev name=dev

测试：

kubectl run busybox --image=busybox -n dev -- sleep 12h

# 可以访问

kubectl exec busybox -n dev -- wget <test命名空间pod IP>

# 不可以访问

kubectl exec busybox -- wget <test命名空间pod IP>

对应yaml文件