1. K8S中的账户简介

k8s中的账户分为useraccount和serviceaccount，主要差异有四点：

useraccount是给人使用的，serviceaccount是给pod中进程调用APIServer使用的
useraccount是跨namespace的，serviceaccount是局限在它所在的namespace的
useraccount不能通过k8s api添加，但是能够通过证书签名方式进行认证；serviceaccount可以通过k8s api添加
每个namespace都有一个默认的serviceaccount，叫做default

本文中，我们主要研究怎样为K8S创建用户账户和怎样创建服务账户。

2. 创建用户账户

需求：创建一个名为jane的用户账户。

2.1. 创建用户密钥对

1 2	openssl genrsa -out jane.key 2048 openssl req -new -key jane.key -subj "/CN=jane" -out jane.csr

其中，key文件是私钥；csr文件是证书签名申请（Certificate Signing Request），里面包含证书的公钥和其他信息。

2.2. 使用CA签名

假设可以登录运行kube-controller-manager的master节点，那么可以直接在该节点进行CA签名。

1、查看签名用的CA路径

1 2	cat /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml \| grep ca.crt cat /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml \| grep ca.key

查到的路径为/etc/kubernetes/pki/ca.crt 和 /etc/kubernetes/pki/ca.key

2、使用CA签名

1	openssl x509 -req -in /root/jane.csr -CA /etc/kubernetes/pki/ca.crt -CAkey /etc/kubernetes/pki/ca.key -CAcreateserial -out /root/jane.crt

其中，crt文件是签名后的证书。

以上，有了crt和key，这俩加起来就是jane用户账户。一般的用户账户是用户名和密码，K8S的用户账户就是签名证书和私钥。

2.3. 使用API签名

如果无法直接使用CA证书进行签名，那么可以通过APIServer的方式进行签名。

1、查看证书签名申请，base64加密

1	cat jane.csr \| base64 \| tr -d '\n'

2、创建jane-csr.yaml文件，把证书签名申请的内容粘贴到spec.request部分

apiVersion: certificates.k8s.io/v1beta1
kind: CertificateSigningRequest
metadata:
  name: jane
spec:
  groups:
  - system:authenticated
  usages:
  - digital signature
  - key encipherment
  - server auth
  - client auth
  request: 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

3、签名请求并通过

1
2
3

kubectl apply -f jane-csr.yaml
kubectl get csr 
kubectl certificate approve jane

4、导出签名证书

1 2	kubectl get csr jane -o yaml kubectl get csr jane -o jsonpath='{.status.certificate}' \| base64 --decode > jane.crt

以上，有了crt和key，这俩加起来就是jane用户账户。

更多内容参考Manage TLS Certificates in a Cluster。

3. 证书格式转换

X.509是一种证书标准，定义了证书中应该包含哪些内容，详情参考RFC5280，SSL使用的就是这种证书标准。
同样的X.509证书，可能有不同的编码格式，目前有以下两种编码格式。
PEM：Privacy Enhanced Mail，BASE64编码，以”—–BEGIN—–”开头，”—–END—–”结尾。
查看PEM格式证书的信息：

1	openssl x509 -in cert.pem -text -noout

DER：Distinguished Encoding Rules，二进制格式，不可读。
查看DER格式证书的信息：

1	openssl x509 -in cert.der -inform der -text -noout

问题来了，k8s中的证书，除了使用pem格式，还有就是crt格式，并没有der格式啊？这是因为，crt只是一个文件后缀，编码格式可能是pem也可能是der。

那么，pem和der怎样互相转换呢？

# pem to der
openssl x509 -in cert.crt -outform der -out cert.der
# der to pem
openssl x509 -in cert.crt -inform der -outform pem -out cert.pem

4. 创建服务账户

1	kubectl create serviceaccount jane

注意：
v1.22 之前的 Kubernetes 版本会自动创建凭据访问 Kubernetes API。这种更老的机制基于先创建令牌 Secret，然后将其挂载到正运行的 Pod 中。
在包括 Kubernetes v1.27 在内最近的几个版本中，使用 TokenRequest API 直接获得 API 凭据，并使用投射卷挂载到 Pod 中。使用这种方法获得的令牌具有绑定的生命周期，当挂载的 Pod 被删除时这些令牌将自动失效。
你仍然可以手动创建 Secret 来保存服务账号令牌；例如在你需要一个永不过期的令牌的时候。
一旦你手动创建一个 Secret 并将其关联到 ServiceAccount， Kubernetes 控制平面就会自动将令牌填充到该 Secret 中。

简单来说，新版本的K8S创建sa时，已经不会自动生成admin-user-token-xxx这种secret，也就不同从这种secret中获取token。

详情参考文档手动管理 ServiceAccount 的 Secret

手动创建API令牌的方法：

1	kubectl create token jane --duration=8760h

该令牌只会显示一次，请保存好它。

创建长期有效API令牌的方法：

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: jane-secret
  annotations:
    kubernetes.io/service-account.name: jane
type: kubernetes.io/service-account-token
EOF

kubectl describe secrets/jane-secret # 查看token部分

5. 授权

创建完用户账户和服务账户，只是有了账户，并没有K8S集群的权限。
账户授权方法参考文档《K8S中的RBAC鉴权》。

6. K8S中的数字证书

我们自己创建的用户账户拥有自己的数字证书，除此之外，K8S的各个组件也拥有自己的数字证书，用于组件之间的安全访问。

HTTPS(SSL/TLS)加密原理，参考文档《浅谈数据加密》。

6.1. 查看证书

1、查看证书位置

ps aux | grep kubelet
# find config file
cat /var/lib/kubelet/config.yaml | grep staticPodPath
cd /etc/kubernetes/manifests
cat kube-apiserver.yaml

2、查看证书详情

1	openssl x509 -in /etc/kubernetes/pki/apiserver.crt -text

6.2. 签名

签名，或者签名过期后重新签名

openssl x509 -req -in /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.csr -CA /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt -CAkey /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key -CAcreateserial -out /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt

一个计算机技术爱好者与学习者

K8S中创建用户账户和服务账户