k8s学习-Service Account和RBAC授权

1.1 ServiceAccount 介绍

首先Kubernetes中账户区分为：User Accounts（用户账户） 和 Service Accounts（服务账户） 两种，它们的设计及用途如下：
UserAccount是给kubernetes集群外部用户使用的，例如运维或者集群管理人员，使用kubectl命令时用的就是UserAccount账户。
UserAccount是全局性，在集群所有namespaces中，名称具有唯一性，默认情况下用户为admin；
用户名称可以在kubeconfig中查看

[root@k8s-master ~]# cd ~/.kube/
[root@k8s-master .kube]# ls
cache  config  http-cache
[root@k8s-master .kube]# cat config
users:
- name: kubernetes-admin
  user:

ServiceAccount是给运行在Pod的程序使用的身份认证，Pod容器的进程需要访问API Server时用的就是ServiceAccount账户；当你创建 pod 的时候，如果你没有指定一个 ServiceAccount，系统会自动的在与该 pod 相同的 namespace 下为其指派一个 default ServiceAccount。

1.2 Secret 与 SA(ServiceAccount) 的关系

Kubernetes设计了一种Secret资源，分为两类，一种是用于 ServiceAccount 的 kubernetes.io/ service-account-token，就是上边说的 SA，每创建一个SA，就会随之创建一个Secret；另一种就是用户自定义的保密信息Opaque。

1.3 默认的Service Account

ServiceAccount仅局限它所在的namespace，所以在创建namespace时会自动创建一个默认的 SA，而 SA 创建时，也会创建对应的 Secret，下面操作验证下：

[root@k8s-master ~]# kubectl create namespace spacex #创建名称空间
namespace/spacex created
[root@k8s-master ~]# kubectl get sa -n spacex #名称空间创建完成后会自动创建一个sa
NAME      SECRETS   AGE
default   1         19s
[root@k8s-master ~]# kubectl describe sa default -n spacex #查看sa描述
Name:                default
Namespace:           spacex
Labels:              <none>
Annotations:         <none>
Image pull secrets:  <none>
Mountable secrets:   default-token-gpvrn
Tokens:              default-token-gpvrn
Events:              <none>
[root@k8s-master ~]# kubectl get secret -n spacex #同时也会自动创建一个secret
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-gpvrn   kubernetes.io/service-account-token   3      69s

在创建的名称空间中新建一个pod
vi sa-pods.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-sa
  namespace: spacex
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: ikubernetes/myapp:v1
    ports:
     - containerPort: 80
       name: www

查看 pod

[root@k8s-master ~]# kubectl create -f sa-pods.yaml
pod/test-sa created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n spacex
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test-sa   1/1     Running   0          112s

名称空间新建的pod如果不指定sa，会自动挂载当前名称空间中默认的sa(default)

[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod test-sa -n spacex
Name:         test-sa
Namespace:    spacex
Priority:     0
Node:         k8s-node2/192.168.200.130
Start Time:   Mon, 05 Feb 2024 14:14:20 +0800
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.2.192
IPs:
  IP:  10.244.2.192
Containers:
  nginx:
    Container ID:   docker://2a35e0adf4127115fc1be32ba59800a03e81cfd0852253db9f4d5f3658b41d6b
    Image:          ikubernetes/myapp:v1
    Image ID:       docker-pullable://ikubernetes/myapp@sha256:9c3dc30b5219788b2b8a4b065f548b922a34479577befb54b03330999d30d513
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Mon, 05 Feb 2024 14:14:20 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-gpvrn (ro)

1.4 自定义serviceaccount(以下简称sa)

创建一个sa 名称为admin

[root@k8s-master ~]# kubectl create  serviceaccount admin
serviceaccount/admin created
[root@k8s-master ~]# kubectl get sa
NAME                   SECRETS   AGE
admin                  1         9s
default                1         17d
kindly-robin-mychart   1         24h

查看名称为admin的sa的信息，系统会自动创建一个token信息

[root@k8s-master ~]# kubectl describe sa admin
Name:                admin
Namespace:           default
Labels:              
Annotations:         
Image pull secrets:  
Mountable secrets:   admin-token-79qdr
Tokens:              admin-token-79qdr
Events:              

会自动创建一个secret(admin-token-rxtrc),用于当前sa连接至当前API server时使用的认证信息,1.24及之后因为安全原因不会自动再创建

[root@k8s-master ~]# kubectl get secret
NAME                               TYPE                                  DATA   AGE
admin-token-79qdr                  kubernetes.io/service-account-token   3      47s
default-token-pj9g7                kubernetes.io/service-account-token   3      17d
kindly-robin-mychart-token-54rjt   kubernetes.io/service-account-token   3      24h
mysecret                           Opaque                                2      3d21h
tomcat-ingress-secret              kubernetes.io/tls                     2      3h49m

创建一个pod应用刚刚创建的sa
vi deploy-sa.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sa-demo
  labels:
    app: myapp
    release: canary
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v2
    ports:
    - name: httpd
      containerPort: 80

pod会自动挂载自己sa的证书

[root@k8s-master ~]# kubectl create -f deploy-sa.yaml
pod/sa-demo created
[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod sa-demo
Name:         sa-demo
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         k8s-node1/192.168.200.129
Start Time:   Mon, 05 Feb 2024 14:25:44 +0800
Labels:       app=myapp
              release=canary
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.1.178
IPs:
  IP:  10.244.1.178
Containers:
  myapp:
    Container ID:   docker://05b13f4e4029037626f2e2407d3379ed6e0beb5ac02396ae9d1268f1778b89bb
    Image:          ikubernetes/myapp:v2
    Image ID:       docker-pullable://ikubernetes/myapp@sha256:85a2b81a62f09a414ea33b74fb8aa686ed9b168294b26b4c819df0be0712d358
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Mon, 05 Feb 2024 14:25:44 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from admin-token-79qdr (ro)

1.5 RBAC

RBAC介绍
在Kubernetes中，所有资源对象都是通过API对象进行操作，他们保存在etcd里。而对etcd的操作我们需要通过访问 kube-apiserver 来实现，上面的Service Account其实就是APIServer的认证过程，而授权的机制是通过RBAC：基于角色的访问控制实现。

在 RBAC API 中，一个角色包含了一套表示一组权限的规则。权限以累加形式累积（没有”否定”的规则）。Role 是定义在一个 namespace 中，而 ClusterRole 是集群级别的。
Role and ClusterRole
一个 Role 对象只能用于授予对某一单一命名空间中资源的访问权限。以下示例描述了”default”命名空间中的一个 Role 对象的定义，用于授予对 pod 的读访问权限：
下面我们定义一个Role：

vim roles.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: test-role
  namespace: spacex
rules:
- apiGroups: [""]  # 为空表示为默认的core api group
  resources: ["pods"] # 数据源类型
  verbs: ["get","watch","list"] #赋予的权限

ClusterRole 具有与 Role 相同权限角色控制能力，不同的就是 Cluster Role是集群级别，它可以用于：

集群级别的资源控制（例如 node 访问权限）
非资源型 endpoints（例如对某个目录或文件的访问：/healthz）
所有命名空间资源控制（Pod、Deployment等）
vim clusterroles.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: test-clusterrole
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["services"]
  verbs: ["get","create","list"]

以上Cluster role策略表示，有get，create，list整个集群service的权限

下面开始创建

[root@k8s-master ~]# kubectl create -f roles.yaml
role.rbac.authorization.k8s.io/test-role created
[root@k8s-master ~]# kubectl create -f clusterroles.yaml
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/test-clusterrole created
[root@k8s-master ~]# kubectl get role -n spacex
NAME        CREATED AT
test-role   2024-02-05T07:05:01Z
[root@k8s-master ~]# kubectl get clusterrole -n spacex
NAME                                                                   CREATED AT
test-clusterrole                                                       2024-02-05T07:06:29Z

可以看到，role和cluster role都已经创建成功，但是clusterrole除了这次创建的还有许多，其中以system开头的全部是系统所用的，其他的都是在装一些插件时自动添加的，也要注意，我们自己创建cluster role时不要以system开通，以免分不清楚.
RoleBinding and ClusterRoleBinding
角色绑定将一个角色中定义的各种权限授予一个或者一组用户。角色绑定包含了一组相关主体（即 subject，包括用户 ——User、用户组 ——Group、或者服务账户 ——Service Account）以及对被授予角色的引用。在命名空间中可以通过 RoleBinding 对象授予权限，而集群范围的权限授予则通过 ClusterRoleBinding 对象完成。

创建RoleBinding
vim rolebindings.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: test-rolebinding
  namespace: spacex
subjects:
- kind: User # 权限资源类型
  name: spacex # 权限名称
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role #要绑定的Role的类型(可以是Role或ClusterRole)
  name: test-role # Role的名称
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

此策略表示，将名称为test-role的Role的权限资源赋予名为spacex的用户，仅作用于spacex namespace。
创建ClusterRoleBinding
vi clusterrolebindings.yaml

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: test-clusterrolebinding
subjects:
- kind: Group
  name: spacex 
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: test-clusterrole
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

以上策略表示，将name为test-clusterrole的ClusterRole的资源权限赋予给groupname为spacex 的用户组，此用户组下所有用户拥有对整个集群的 test-clusterrole内的资源权限。