Kubernetes之Secrets

Secrets是Kubernetes中一种对象类型，用来保存密码、私钥、口令等敏感信息。与直接将敏感信息嵌入image、pod相比，Secrets更安全、更灵活，用户对敏感信息的控制力更强。同Docker对敏感信息的管理类似，首先用户创建Secrets将敏感信息加密后保存在集群中，创建pod时通过volume、环境变量引用Secrets。

创建Secrets

假设pod需要访问数据库。首先将用户名保存在文件./username.txt，将密码保存在./password.txt文件：

# Create files needed for rest of example.
$ echo -n 'admin' > ./username.txt
$ echo -n '1f2d1e2e67df' > ./password.txt

将两个文件作为参数运行如下命令创建Secret，此时敏感数据被保存在系统中：

$ kubectl create secret generic db-user-pass --from-file=./username.txt --from-file=./password.txt
secret "db-user-pass" created

 用Secret名称查看创建Secret：

$ kubectl get secrets
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
db-user-pass          Opaque                                2         51s

$ kubectl describe secrets/db-user-pass
Name:            db-user-pass
Namespace:       default
Labels:          
Annotations:     

Type:            Opaque

Data
====
password.txt:    12 bytes
username.txt:    5 bytes

 以上通过命令行创建Secret，需要首先将敏感内容保存在文件中，文件名作为Secret中单条条目的key。另外一种创建Secret的方法是声明对象。敏感信息可能包含任何控制字符、不可显示字符等，首先进行base64编码：

$ echo -n 'admin' | base64
YWRtaW4=
$ echo -n '1f2d1e2e67df' | base64
MWYyZDFlMmU2N2Rm

然后像下边这样声明Secret对象：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret
type: Opaque
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MWYyZDFlMmU2N2Rm

 Kubernetes用map存储Secret中的data数据部分，合法的key由字母、数字、'-'、'_'、'.'组成，value可以是任何值，但要base64编码。运行如下命令创建Secret：

$ kubectl create -f ./secret.yaml
secret "mysecret" created

 通过如下方法查看Secret中key所对应的值，首先运行如下命令：

$ kubectl get secret mysecret -o yaml
apiVersion: v1
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MWYyZDFlMmU2N2Rm
kind: Secret
metadata:
  creationTimestamp: 2016-01-22T18:41:56Z
  name: mysecret
  namespace: default
  resourceVersion: "164619"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/secrets/mysecret
  uid: cfee02d6-c137-11e5-8d73-42010af00002
type: Opaque

运行如下命令base64解码：

$ echo 'MWYyZDFlMmU2N2Rm' | base64 --decode
1f2d1e2e67df

 使用Secrets

Pod使用Secret的两种方法：volume与环境变量。

通过volume使用Secret基于流程：

1. 创建或者使用已存Secret，同一Secret可被多个pod引用。
2. 修改pod定义，在.spec.volumes[]下增加新volume，名称随意。在相应的.spec.volumes[].secret.secretName指定Secret名称。
3. 为使用Secret的容器添加.spec.containers[].volumeMounts[]，同时指定.spec.containers[].volumeMounts[].readOnly = true。指定.spec.containers[].volumeMounts[].mountPath为未使用的目录名称。
4. 在容器的image中，通过指定的目录与Secret中的key访问敏感内容。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret

如果需要引用多个Secret，需要为每个Secret在.spec.volumes[]添加相应的条目。如果单个容器需要引用多个Secret，则在.spec.containers[].volumeMounts[]中为每个Secret添加Mount。可以将多个文件添加到一个Secret中，或者为每个文件创建Secret。

默认情况下Secret中的所有key被映射到相同目录下，可以通过 .spec.volumes[].secret.items为key设定映射目录：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      items:
      - key: username
        path: my-group/my-username

以上配置导致的结果为username被映射到/etc/foo/my-group/my-username，而非默认的/etc/foo/username，并且password未被映射。 如果不使用.spec.volumes[].secret.items，Secret中所有key被映射到默认目录，如果在.spec.volumes[].secret.items指定了key与特定的映射目录，则只映射列出的key。如果打算使用.spec.volumes[].secret.items并且映射所有Secret的key，那么需要列出Secret中所有key。

可以在.spec.volumes[].secret.defaultMode中为Secret指定Permission，如果需要进一步在.spec.volumes[].secret.items[].mode为每个key单独指定permission。如果没有指定permission，默认为0644。示例如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      defaultMode: 256

上例中的256等于8进制的0400，在json\yaml配置文件中不可以使用八进制表示数字。单位为key指定permission：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      items:
      - key: username
        path: my-group/my-username
        mode: 511

 当通过Secret通过volume形式被使用时，其中的key如果发生变更的话，由kubelet自动周期性监控变更并为pod更新，但是注意此特性并非实时，存在延迟。

通过环境使用Secret流程：

1. 创建或者使用已存在Secrets，一个Secret可以被多个pod使用。
2. 修改pod声明中使用Secret的容器配置，为其添加环境变量env[].valueFrom.secretKeyRef，每条key对应一个环境变量。
3. 在容器的image中通过引用环境变量使用敏感数据。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-env-pod
spec:
  containers:
  - name: mycontainer
    image: redis
    env:
      - name: SECRET_USERNAME
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret
            key: username
      - name: SECRET_PASSWORD
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret
            key: password
  restartPolicy: Never

Secrets限制条件 

创建Pod时需要对其使用的Secret进行有效性检查，因此Secrets要先于pod创建。

Secrets寄居于namespace之下，只有处于同一namespace下的pod可以引用。

单个Secret的size不能超过1M，防止Secrets占用太多内存引起apiServer性能恶化。但过多的Secrets仍然会占用大量的内在，关于限制所有Secrets占用内存的特性正在计划中。

kubelet在不经过apiServer、控制器创建pod，如--manifest-url、--config时不能使用Secrets。

如果在创建pod时Secret不存在或者key不存在，pod不能启动。通过环境变量引用Secret时，如果envFrom中指定的key的名称不合法，pod仍然能启动但会触发相应错误事件，如：

$ kubectl get events
LASTSEEN   FIRSTSEEN   COUNT     NAME            KIND      SUBOBJECT                         TYPE      REASON
0s         0s          1         dapi-test-pod   Pod                                         Warning   InvalidEnvironmentVariableNames   kubelet, 127.0.0.1      Keys [1badkey, 2alsobad] from the EnvFrom secret default/mysecret were skipped since they are considered invalid environment variable names.

 参考：https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/secret/