2.创建TLS证书和秘钥
kubernetes 系统的各组件需要使用 TLS 证书对通信进行加密，本文档使用 CloudFlare 的 PKI 工具集 cfssl 来生成 Certificate Authority (CA) 和其它证书；
生成的 CA 证书和秘钥文件如下：
- ca-key.pem
- ca.pem
- kubernetes-key.pem
- kubernetes.pem
- kube-proxy.pem
- kube-proxy-key.pem
- admin.pem
- admin-key.pem
使用证书的组件如下：
- etcd：使用 ca.pem、kubernetes-key.pem、kubernetes.pem；
- kube-apiserver：使用 ca.pem、kubernetes-key.pem、kubernetes.pem；
- kubelet：使用 ca.pem；
- kube-proxy：使用 ca.pem、kube-proxy-key.pem、kube-proxy.pem；
- kubectl：使用 ca.pem、admin-key.pem、admin.pem；
- kube-controller-manager：使用 ca-key.pem、ca.pem
安装 CFSSL
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
chmod +x cfssljson_linux-amd64
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
export PATH=/usr/local/bin:$PATH
创建 CA（Certificate Authority）
创建 CA 配置文件:
mkdir /root/ssl
cd /root/ssl
cfssl print-defaults config > config.json
cfssl print-defaults csr > csr.json
# 根据config.json文件的格式创建如下的ca-config.json文件
# 过期时间设置成了 87600h
touch ca-config.json
cat > ca-config.json <字段说明
- ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个 profile；
- signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；
- server auth：表示client可以用该 CA 对server提供的证书进行验证；
- client auth：表示server可以用该CA对client提供的证书进行验证；
创建 CA 证书签名请求:
创建 ca-csr.json 文件，内容如下：
{
"CN": "kubernetes",
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
],
"ca": {
"expiry": "87600h"
}
}
- "CN"：Common Name，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；
- "O"：Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)；
- "C":所在国家,"ST":所在省份,"L":所在城市
生成 CA 证书和私钥
$ cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca
[root@k8s bin]# ls ca*
ca-config.json ca.csr ca-csr.json ca-key.pem ca.pem
创建 kubernetes证书
创建 kubernetes 证书签名请求文件 kubernetes-csr.json
{
"CN": "kubernetes",
"hosts": [
"127.0.0.1",
"10.254.0.1",
"kubernetes",
"kubernetes.default",
"kubernetes.default.svc",
"kubernetes.default.svc.cluster",
"kubernetes.default.svc.cluster.local"
],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
- "host":指定授权使用该证书的 IP 或域名列表，由于该证书后续被
etcd集群和kubernetes master集群使用，所以上面分别指定了etcd集群、kubernetes master集群的主机 IP(本次etcd与master直接使用本机ip 127.0.0.1) 和kubernetes服务的服务 IP（一般是 kube-apiserver 指定的 service-cluster-ip-range 网段的第一个IP，如 10.254.0.1）。
生成 kubernetes 证书和私钥
$ cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
[root@k8s bin]# ls kubernetes*
kubernetes.csr kubernetes-csr.json kubernetes-key.pem kubernetes.pem
创建 admin证书
创建 admin 证书签名请求文件 admin-csr.json
{
"CN": "admin",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "system:masters",
"OU": "System"
}
]
}
O 指定该证书的 Group 为
system:masters，kubelet使用该证书访问kube-apiserver时 ，由于证书被 CA 签名，所以认证通过，同时由于证书用户组为经过预授权的system:masters，所以被授予访问所有 API 的权限；kube-apiserver预定义了一些RBAC使用的RoleBindings，如cluster-admin将 Groupsystem:masters与 Rolecluster-admin绑定，该 Role 授予了调用kube-apiserver的所有 API的权限；
生成 admin 证书和私钥
$ cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin
[root@k8s bin]# ls admin*
admin.csr admin-csr.json admin-key.pem admin.pem
创建 kube-proxy证书
创建 kube-proxy 证书签名请求文件 kube-proxy-csr.json
{
"CN": "system:kube-proxy",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "BeiJing",
"L": "BeiJing",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
CN 指定该证书的 User 为
system:kube-proxy；kube-apiserver预定义的 RoleBindingsystem:node-proxier将Usersystem:kube-proxy与 Rolesystem:node-proxier绑定，该 Role 授予了调用kube-apiserverProxy 相关 API 的权限；
生成 kube-proxy 证书和私钥
cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
[root@k8s bin]# ls kube-proxy*
kube-proxy.csr kube-proxy-csr.json kube-proxy-key.pem kube-proxy.pem
校验证书
以 Kubernetes 证书为例。
使用 openssl 命令
$ openssl x509 -noout -text -in kubernetes.pem
...
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
Issuer: C=CN, ST=BeiJing, L=BeiJing, O=k8s, OU=System, CN=Kubernetes
Validity
Not Before: Apr 5 05:36:00 2017 GMT
Not After : Apr 5 05:36:00 2018 GMT
Subject: C=CN, ST=BeiJing, L=BeiJing, O=k8s, OU=System, CN=kubernetes
...
X509v3 extensions:
X509v3 Key Usage: critical
Digital Signature, Key Encipherment
X509v3 Extended Key Usage:
TLS Web Server Authentication, TLS Web Client Authentication
X509v3 Basic Constraints: critical
CA:FALSE
X509v3 Subject Key Identifier:
DD:52:04:43:10:13:A9:29:24:17:3A:0E:D7:14:DB:36:F8:6C:E0:E0
X509v3 Authority Key Identifier:
keyid:44:04:3B:60:BD:69:78:14:68:AF:A0:41:13:F6:17:07:13:63:58:CD
X509v3 Subject Alternative Name:
DNS:kubernetes, DNS:kubernetes.default, DNS:kubernetes.default.svc, DNS:kubernetes.default.svc.cluster, DNS:kubernetes.default.svc.cluster.local, IP Address:127.0.0.1
...
- 确认 Issuer 字段的内容和 ca-csr.json 一致；
- 确认 Subject 字段的内容和 kubernetes-csr.json 一致；
- 确认 X509v3 Subject Alternative Name 字段的内容和 kubernetes-csr.json 一致；
- 确认 X509v3 Key Usage、Extended Key Usage 字段的内容和 ca-config.json 中 kubernetes profile 一致；
分发证书
将生成的证书和秘钥文件（后缀名为.pem）拷贝到 /etc/kubernetes/ssl 目录下备用；
mkdir -p /etc/kubernetes/ssl
cp *.pem /etc/kubernetes/ssl
[root@k8s bin]# ls /etc/kubernetes/ssl/
admin-key.pem admin.pem ca-key.pem ca.pem kube-proxy-key.pem kube-proxy.pem kubernetes-key.pem kubernetes.pem
参考
- Generate self-signed certificates
- Client Certificates V/s Server Certificates
- TLS bootstrap 引导程序
安装步骤
- 事前准备
- 创建TLS证书和秘钥
- 安装kubectl命令行工具
- 创建kubeconfig文件
- 创建高可用etcd集群
- 部署master节点
- 部署node节点
- 全局验证