K8S集群tls证书管理
在前文介紹的k8s master高可用實踐方案中,需要對kube-apiserver的證書進行更新,加入VIP和從節點的IP,然后重新下發證書。回顧K8S集群整個搭建過程中,最容易讓人懵圈的也就是配置證書環節,因此本文對K8S集群所用到的證書進行梳理一下。
一、根證書
ca.pem 根證書公鑰文件
ca-key.pem 根證書私鑰文件
ca.csr 證書簽名請求,用于交叉簽名或重新簽名
ca-config.json 使用cfssl工具生成其他類型證書需要引用的配置文件
ca.pem用于簽發后續其他的證書文件,因此ca.pem文件需要分發到集群中的每臺服務器上去。
證書生成命令,默認生成的證書有效期5年
# echo '{"CN":"CA","key":{"algo":"rsa","size":2048}}' | cfssl gencert -initca - | cfssljson -bare ca - # echo '{"signing":{"default":{"expiry":"43800h","usages":["signing","key encipherment","server auth","client auth"]}}}' > ca-config.json二、flannel證書
證書生成命令,默認生成的證書有效期5年
# cfssl gencert -ca=/etc/ssl/etcd/ca.pem \-ca-key=/etc/ssl/etcd/ca-key.pem \ -config=/etc/ssl/etcd/ca-config.json \-profile=kubernetes flanneld-csr.json | cfssljson -bare flanneld
這里生成證書需要flanneld-csr.json文件
flannel啟動文件配置
# cat /usr/lib/systemd/system/flanneld.service [Unit] Description=Flanneld overlay address etcd agent After=network.target After=network-online.target Wants=network-online.target After=etcd.service Before=docker.service[Service] Type=notify ExecStart=/usr/local/bin/flanneld \-etcd-cafile=/etc/ssl/etcd/ca.pem \-etcd-certfile=/etc/ssl/flanneld/flanneld.pem \-etcd-keyfile=/etc/ssl/flanneld/flanneld-key.pem \-etcd-endpoints=https://192.168.115.5,https://192.168.115.6:2379,https://192.168.115.7:2379 \-etcd-prefix=/kubernetes/network ExecStartPost=/usr/local/bin/mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS -d /run/flannel/docker Restart=on-failure[Install] WantedBy=multi-user.target RequiredBy=docker.service三、etcd證書
1、服務端證書
server.pem etcd服務端證書公鑰文件
server-key.pem etcd服務端證書私鑰文件
server.csr 證書簽名請求
證書生成命令,默認生成的證書有效期5年
# export ADDRESS=192.168.115.5,192.168.115.6,192.168.115.7,vm1,vm2,vm3 # export NAME=server # echo '{"CN":"'$NAME'","hosts":[""],"key":{"algo":"rsa","size":2048}}' | \ cfssl gencert -config=ca-config.json -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem \ -hostname="$ADDRESS" - | cfssljson -bare $NAME
server.pem、server-key.pem文件用來etcd集群間通信加解密,因此所有的etcd服務器都需要有這兩個文件
2、客戶端證書
client.pem etcd客戶端證書公鑰文件
client-key.pem etcd客戶端證書私鑰文件
client.csr 證書簽名請求
證書生成命令,默認生成的證書有效期5年
# export ADDRESS= # export NAME=client # echo '{"CN":"'$NAME'","hosts":[""],"key":{"algo":"rsa","size":2048}}' | \cfssl gencert -config=ca-config.json -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem \ -hostname="$ADDRESS" - | cfssljson -bare $NAME
client.pem、client-key.pem文件給etcdctl客戶端用來和etcd服務器進行通信,可根據實際需要進行配置。
四、Master節點證書
Kube-apiserver證書
Kubernetes.pem kube-apiserver證書公鑰文件
Kubernetes-key.pem kube-apiserver證書私鑰文件
kuberentes.csr kube-apiserver證書簽名請求
證書生成命令,默認生成的證書有效期5年
# cfssl gencert -ca=/etc/ssl/etcd/ca.pem \-ca-key=/etc/ssl/etcd/ca-key.pem \-config=/etc/ssl/etcd/ca-config.json \-profile=kubernetes k8s-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
這里生成證書需要k8s-csr.json文件,其中定義了master節點的IP列表等信息
五、Node節點證書
1、kube-proxy證書
Kube-proxy.pem kube-proxy證書公鑰文件
Kube-proxy-key.pem kube-proxy證書私鑰文件
Kube-proxy.csr kube-proxy證書簽名請求
證書生成命令,默認生成的證書有效期5年
# cfssl gencert -ca=/etc/ssl/etcd/ca.pem \-ca-key=/etc/ssl/etcd/ca-key.pem \-config=/etc/ssl/etcd/ca-config.json \-profile=kubernetes kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
這里生成證書需要kube-proxy-csr.json文件
2、Kubelet證書
Kubelet-client.crt: kubectl客戶端證書公鑰文件
Kubelet-client.key: kubectl客戶端私鑰文件
Kubelet.crt:kubelet服務端證書公鑰文件
Kubelet.key:kubelet服務端證書私鑰文件
> kubelet-client.crt 文件在 kubelet 完成 TLS bootstrapping 后生成,有效期為 1 年。此證書是由 controller manager 簽署的,此后 kubelet 將會加載該證書,用于與 apiserver 建立 TLS 通訊,同時使用該證書的 CN 字段作為用戶名,O 字段作為用戶組向 apiserver 發起其他請求。
kubelet.crt 文件在 kubelet 完成 TLS bootstrapping 后且沒有配置 --feature-gates=RotateKubeletServerCertificate=true 時才會生成;該文件為一個獨立于 apiserver CA 的自簽 CA 證書,有效期為 1 年;被用作 kubelet 10250 api 端口
關于kubelet首次啟動 TLS bootstrapping的介紹(先有雞還是先有蛋問題的解決方案)可參考文檔,https://mritd.me/2018/01/07/kubernetes-tls-bootstrapping-note/
六、配置證書自動續期
默認簽署kubectl客戶端和kubelet服務端證書只有 1 年有效期,如果想要調整證書有效期可以通過設置 kube-controller-manager 的?--experimental-cluster-signing-duration?參數實現,該參數默認值為?8760h0m0s。下面我們來介紹一下如何實現證書到期的自動續簽。這個問題如果處理不當,證書過期之后會出現所有的node節點連接不上的情況。
1、kcm服務,這里為了方便測試,過期時間修改為30分鐘
# egrep 'feature|experimental' /usr/lib/systemd/system/kube-controller-manager.service --feature-gates=RotateKubeletClientCertificate=true,RotateKubeletServerCertificate=true \--experimental-cluster-signing-duration=30m0s \ # systemctl daemon-reload # systemctl restart kube-controller-manager2、kubelet服務
配置完成刪掉Kubelet-client.crt、Kubelet-client.key、Kubelet.crt、Kubelet.key四個文件后重啟kubelet服務。
3、手工簽發證書
# kubectl create clusterrolebinding kubelet-clinet \ --clusterrole=system:node \ --user=system:anonymous如果缺少對system:anonymous用戶的授權,kubelet啟動的時候會報錯如下:
error: failed to run Kubelet: cannot create certificate signing request: certificatesigningrequests.certificates.k8s.io is forbidden: User "system:anonymous" cannot create certificatesigningrequests.certificates.k8s.io at the cluster scope
node節點將會重新生成kubectl客戶端和kubelet服務端證書
4、配置自動簽發證書,在大規模集群下,這個配置是必須的
# cat rbac.yaml apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRole metadata:annotations:rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"labels:kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaultsname: system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeserver rules: - apiGroups:- certificates.k8s.ioresources:- certificatesigningrequests/selfnodeserververbs:- create --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRoleBinding metadata:name: kubeadm:node-autoapprove-certificate-server roleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: ClusterRolename: system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeserver subjects: - apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: Groupname: system:nodes# kubectl create -f rbac.yaml # kubectl create clusterrolebinding node-client-auto-approve-csr \ --clusterrole=system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:nodeclient \ --group=system:bootstrappers # kubectl create clusterrolebinding node-client-auto-renew-crt \ --clusterrole=system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeclient \ --group=system:nodes # kubectl create clusterrolebinding node-server-auto-renew-crt \ --clusterrole=system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeserver \ --group=system:nodes這里需要注意的是刪除掉Kubelet-client.crt、Kubelet-client.key兩個文件之后,啟動kubelet服務,首先會生成一個Kubelet-client.key文件,我們需要對這個證書的crs請求進行approve,否則node節點無法正常啟動。
其次,如果kubelet.kubeconfig文件中配置的client-certificate、client-key目錄位置和kubelet的啟動參數--cert-dir不一致,則kubelet.kubeconfig文件中的配置文件會被自動更新。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的K8S集群tls证书管理的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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