基于角色访问控制RBAC

基于角色的访问控制(“RBAC”)使用rbac.authorization.k8s.ioAPI组来驱动授权决策,允许管理员通过Kubernetes API动态配置策略。

从Kubernetes 1.8开始,RBAC进入稳定版,其API为rbac.authorization.k8s.io/v1

要启用RBAC,请启动apiserver --authorization-mode=RBAC

RBAC API Objects

一个基本的Kubernetes功能是,其所有资源都是API对象,允许CRUD(创建,读取,更新,删除)操作。资源是:

  • Pods.

  • PersistentVolumes.

  • ConfigMaps.

  • Deployments.

  • Nodes.

  • Secrets.

  • Namespaces.

资源与API组关联(例如,Pod属于核心 API组,而Deployments属于apps API组)。更多信息请查看官方Kubernetes API参考。

权限就是对某个资源可以执行什么样的操作,对应子命令是:

create get  delete  list  update edit watch exec

先做一个示例:

在这个例子中,我们将创建以下用户帐户:

  • 用户名:test

  • 组:gtest

我们使该用户只能在Office命名空间内拥有管理权

第1步:创建Office命名空间

  • 执行kubectl create命令创建命名空间

kubectl create namespace office

第2步:创建用户凭据

  • 为您的用户创建一个私钥。employee.key

openssl genrsa -out employee.key 2048
  • 使用刚刚创建的私钥创建一个证书签名请求employee.csr。确保你在-subj部分中指定了你的用户名和组(CN是用户名和O用于组)

openssl req -new -key employee.key -out employee.csr -subj "/CN=test/O=gtest"
  • 使用现有集群CA来签署。生成访问群集API所需的证书。

openssl x509 -req -in employee.csr -CA /etc/kubernetes/ssl/ca.pem -CAkey /etc/kubernetes/ssl/ca-key.pem -CAcreateserial -out employee.crt -days 500
  • 为Kubernetes集群添加新的上下文和证书。

kubectl config set-credentials employee --client-certificate=/home/employee/.certs/employee.crt  --client-key=/home/employee/.certs/employee.key
kubectl config set-context employee-context --cluster=minikube --namespace=office --user=employee
  • 现在使用此上下文时,应该会出现拒绝访问错误,因为我们还没有为这个用户定义任何允许的操作。

kubectl --context=employee-context get pods

第3步:创建管理部署的角色

  • 使用下面的内容创建一个role-deployment-manager.yaml文件。我们创建了一个rules,允许用户对Deployments,Pods和ReplicaSets进行相关操作

  kind: Role
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
 metadata:
   namespace: office
   name: deployment-manager
 rules:
 - apiGroups: ["", "extensions", "apps"]
   resources: ["deployments", "replicasets", "pods"]
   verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"] # You can also use ["*"]
  • 使用kubectl create *命令在集群中创建role*:

kubectl create -f role-deployment-manager.yaml

步骤4:将Role绑定到Test

  • 创建一个rolebinding-deployment-manager.yaml文件。我们将角色绑定到office名称空间内的用户test

  kind: RoleBinding
 apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
 metadata:
   name: deployment-manager-binding
   namespace: office
 subjects:
 - kind: User
   name: test
   apiGroup: ""
 roleRef:
   kind: Role
   name: deployment-manager
   apiGroup: ""
  • 通过运行kubectl create命令来部署RoleBinding :

kubectl create -f rolebinding-deployment-manager.yaml

第5步:测试RBAC

  • 正常应该不会有任何问题

kubectl --context=employee-context run --image bitnami/dokuwiki mydokuwiki
kubectl --context=employee-context get pods
  • 测试操作其他名称空间

kubectl --context=employee-context get pods --namespace=default

RBAC介绍:

Role and ClusterRole

在 RBAC API 中,Role 表示一组规则权限,权限只会增加(累加权限),不存在一个资源一开始就有很多权限而通过 RBAC 对其进行减少的操作;Role 可以定义在一个 namespace 中,如果想要跨 namespace 则可以创建 ClusterRole。

Role 只能用于授予对单个命名空间中的资源访问权限, 以下是一个对默认命名空间中 Pods 具有访问权限的样例:

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 namespace: default
 name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""] # "" indicates the core API group
 resources: ["pods"]
 verbs: ["get", "watch", "list"]

ClusterRole 具有与 Role 相同的权限角色控制能力,不同的是 ClusterRole 是集群级别的,ClusterRole 可以用于:

  • 集群级别的资源控制(例如 node 访问权限)

  • 非资源型 endpoints(例如 /healthz 访问)

  • 所有命名空间资源控制(例如 pods)

以下是 ClusterRole 授权某个特定命名空间或全部命名空间(取决于绑定方式)访问 secrets 的样例

kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 # "namespace" omitted since ClusterRoles are not namespaced
 name: secret-reader
rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["secrets"]
 verbs: ["get", "watch", "list"]

RoleBinding and ClusterRoleBinding

RoloBinding 可以将角色中定义的权限授予用户或用户组,RoleBinding 包含一组权限列表(subjects),权限列表中包含有不同形式的待授予权限资源类型(users, groups, or service accounts);RoloBinding 同样包含对被 Bind 的 Role 引用;RoleBinding 适用于某个命名空间内授权,而 ClusterRoleBinding 适用于集群范围内的授权。

RoleBinding 可以在同一命名空间中引用对应的 Role,以下 RoleBinding 样例将 default 命名空间的 pod-reader Role 授予 jane 用户,此后 jane 用户在 default 命名空间中将具有 pod-reader 的权限

# This role binding allows "jane" to read pods in the "default" namespace.
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 name: read-pods
 namespace: default
subjects:
- kind: User
 name: jane
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
 kind: Role
 name: pod-reader
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

RoleBinding 同样可以引用 ClusterRole 来对当前 namespace 内用户、用户组或 ServiceAccount 进行授权,这种操作允许集群管理员在整个集群内定义一些通用的 ClusterRole,然后在不同的 namespace 中使用 RoleBinding 来引用

例如,以下 RoleBinding 引用了一个 ClusterRole,这个 ClusterRole 具有整个集群内对 secrets 的访问权限;但是其授权用户 dave 只能访问 development 空间中的 secrets(因为 RoleBinding 定义在 development 命名空间)

# This role binding allows "dave" to read secrets in the "development" namespace.
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 name: read-secrets
 namespace: development # This only grants permissions within the "development" namespace.
subjects:
- kind: User
 name: dave
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
 kind: ClusterRole
 name: secret-reader
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

最后,使用 ClusterRoleBinding 可以对整个集群中的所有命名空间资源权限进行授权;以下 ClusterRoleBinding 样例展示了授权 manager 组内所有用户在全部命名空间中对 secrets 进行访问

# This cluster role binding allows anyone in the "manager" group to read secrets in any namespace.
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 name: read-secrets-global
subjects:
- kind: Group
 name: manager
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
 kind: ClusterRole
 name: secret-reader
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

Resources

Kubernetes 集群内一些资源一般以其名称字符串来表示,这些字符串一般会在 API 的 URL 地址中出现;同时某些资源也会包含子资源,例如 logs 资源就属于 pods 的子资源,API 中 URL 样例如下

GET /api/v1/namespaces/{namespace}/pods/{name}/log

如果要在 RBAC 授权模型中控制这些子资源的访问权限,可以通过 / 分隔符来实现,以下是一个定义 pods 资资源 logs 访问权限的 Role 定义样例

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 namespace: default
 name: pod-and-pod-logs-reader
rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["pods", "pods/log"]
 verbs: ["get", "list"]

具体的资源引用可以通过 resourceNames 来定义,当指定 getdeleteupdatepatch 四个动词时,可以控制对其目标资源的相应动作;以下为限制一个 subject 对名称为 my-configmap 的 configmap 只能具有 getupdate 权限的样例

kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
 namespace: default
 name: configmap-updater
rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["configmap"]
 resourceNames: ["my-configmap"]
 verbs: ["update", "get"]

值得注意的是,当设定了 resourceNames 后,verbs 动词不能指定为 list、watch、create 和 deletecollection;因为这个具体的资源名称不在上面四个动词限定的请求 URL 地址中匹配到,最终会因为 URL 地址不匹配导致 Role 无法创建成功

Role Examples

以下样例只给出了 role 部分

在核心 API 组中允许读取 pods 资源

rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["pods"]
 verbs: ["get", "list", "watch"]

extensionsapps API 组中允许读取/写入 deployments

rules:
- apiGroups: ["extensions", "apps"]
 resources: ["deployments"]
 verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]

允许读取 pods 资源,允许读取/写入 jobs 资源

rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["pods"]
 verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: ["batch", "extensions"]
 resources: ["jobs"]
 verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]

允许读取名称为 my-config 的 ConfigMap(需要与 RoleBinding 绑定来限制某个特定命名空间和指定名字的 ConfigMap)

rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["configmaps"]
 resourceNames: ["my-config"]
 verbs: ["get"]

允许在核心组中读取 nodes 资源( Node 是集群范围内的资源,需要使用 ClusterRole 并且与 ClusterRoleBinding 绑定才能进行限制)

rules:
- apiGroups: [""]
 resources: ["nodes"]
 verbs: ["get", "list", "watch"]

允许对非资源型 endpoint /healthz 和其子路径 /healthz/* 进行 GETPOST 请求(同样需要使用 ClusterRole 和 ClusterRoleBinding 才能生效)

rules:
- nonResourceURLs: ["/healthz", "/healthz/*"] # '*' in a nonResourceURL is a suffix glob match
 verbs: ["get", "post"]

Subjects

RoleBinding 和 ClusterRoleBinding 可以将 Role 绑定到 Subjects;Subjects 可以是 groups、users 或者 service accounts。

Subjects 中 Users 使用字符串表示,它可以是一个普通的名字字符串,如 “alice”;也可以是 email 格式的邮箱地址,如 “[email protected]”;甚至是一组字符串形式的数字 ID。Users 的格式必须满足集群管理员配置的验证模块,RBAC 授权系统中没有对其做任何格式限定;但是 Users 的前缀 system: 是系统保留的,集群管理员应该确保普通用户不会使用这个前缀格式

Kubernetes 的 Group 信息目前由 Authenticator 模块提供,Groups 书写格式与 Users 相同,都为一个字符串,并且没有特定的格式要求;同样 system: 前缀为系统保留

具有 system:serviceaccount: 前缀的用户名和 system:serviceaccounts: 前缀的组为 Service Accounts

Role Binding Examples

以下示例仅展示 RoleBinding 的 subjects 部分

指定一个名字为 [email protected] 的用户

subjects:
- kind: User
 name: "[email protected]"
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

指定一个名字为 frontend-admins 的组

subjects:
- kind: Group
 name: "frontend-admins"
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

指定 kube-system namespace 中默认的 Service Account

subjects:
- kind: ServiceAccount
 name: default
 namespace: kube-system

指定在 qa namespace 中全部的 Service Account

subjects:
- kind: Group
 name: system:serviceaccounts:qa
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

指定全部 namspace 中的全部 Service Account

subjects:
- kind: Group
 name: system:serviceaccounts
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

指定全部的 authenticated 用户(1.5+)

subjects: - kind: Group   name: system:authenticated   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

指定全部的 unauthenticated 用户(1.5+)

subjects:
- kind: Group
 name: system:unauthenticated
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

指定全部用户

subjects:
- kind: Group
 name: system:authenticated
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
- kind: Group
 name: system:unauthenticated
 apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

相关链接

  • RBAC的官方Kubernetes文档

  • 适用于RBAC的Google容器引擎文档

  • 官方Kubernetes授权文件