【Kubernetes】K8s 的鉴权管理（二）：基于属性 / 节点 / Webhook 的访问控制

K8s 的鉴权管理（二）：基于属性 / 节点 / Webhook 的访问控制

  • 1.基于属性的访问控制（ABAC 鉴权）
  • 2.基于节点的访问控制（node 鉴权）
    • 2.1 读取操作
    • 2.2 写入操作
  • 3.基于 Webhook 的访问控制
    • 3.1 基于 Webhook 的访问控制的架构
    • 3.2 基于 Webhook 的访问控制的运行机制

1.基于属性的访问控制（ABAC 鉴权）

✨ 官方文档：https://kubernetes.io/docs/reference/access-authn-authz/abac/

❗ ABAC 鉴权功能从 Kubernetes 1.6 版本被弃用。

基于属性的访问控制（Attribute-Based Access Control，ABAC）通过将属性组合在一起来定义用户可以访问的范围。其策略文件是一个具有多行 JSON 格式的文件，该文件中的每一行都是一个策略（即一个 JSON 对象）。

下表列举了该 JSON 对象应具备的属性。

属性
属性中的字段
版本控制1️⃣ apiVersion：字符串类型。该字段表示匹配 Kubernetes API 的哪些版本。该字段允许的值为 abac.authorization.kubernetes.io/v1beta1。
2️⃣ kind：字符串类型，有效值为 Policy。
spec1️⃣ user：字符串类型。该字段的值可以是验证通过的用户名，也可以是通过 --token-auth-file 指定的 Token 文件。
2️⃣ group：字符串类型。如果指定了该字段，则它必须是经过身份验证的用户组。使用 system:authenticated 可以匹配所有经过身份验证的用户组；使用 system:unauthenticated 可以匹配所有没有经过身份验证的用户组。
资源匹配1️⃣ apiGroup：字符串类型，表示匹配一个 Kubernetes API 资源组。使用 * 则匹配所有 API 资源组。也可以具体指定某一个资源组，例如 extensions。
2️⃣ namespace：字符串类型，表示匹配某一个命名空间。使用 * 则匹配所命名空间。也可以具体指定某一个命名空间，例如 kube-system。
3️⃣ resource：字符串类型，表示匹配的资源类型。使用 * 将匹配所资源。也可以具体指定某一个或者某几个资源，例如 pod、service。
非资源匹配nonResourcePath：字符串类型，表示请求的路径。例如：/version 或 /apis。该字段也可以使用通配符。例如，使用 * 则匹配所有非资源请求；使用 /dev/* 则匹配 /dev/ 的所有子路径。
readonly布尔类型。当该字段被设置为 true 时，资源匹配策略仅适用于 GET、LIST 和 WATCH 操作，而非资源匹配策略仅适用于 GET 操作。

下面是使用 ABAC 鉴权时的几个 JSON 策略。

  • alice 用户可以对所有资源做任何事情。
{"apiVersion": "abac.authorization.kubernetes.io/v1beta1", "kind": "Policy", "spec": { "user": "alice", "namespace": "*", "resource": "*", "apiGroup": "*" } 
}
  • Kubelet 用户可以访问任何 Pod 和服务。
{"apiVersion": "abac.authorization.kubernetes.io/v1beta1","kind": "Policy","spec": {"user": "kubelet","namespace": "*","resource": "pods","readonly": true}
}
  • Bob 用户可以在命名空间 dev-demo 中访问 Pod。
{"apiVersion": "abac.authorization.kubernetes.io/v1beta1","kind": "Policy","spec": {"user": "bob","namespace": "dev-demo","resource": "pods","readonly": true}
}

🚀 在实际情况中，通常会把一个 JSON 字符串放到一个 JSON 策略文件中，来作为访问控制的策略文件。在配置完 JSON 策略文件后，在重启 API Server 时需要指定该文件才能获取新的策略。

2.基于节点的访问控制（node 鉴权）

✨ 官方文档：https://kubernetes.io/docs/reference/access-authn-authz/node/

基于节点的访问控制（node 鉴权）是专门针对 kubectl 发出的 API 请求的一种鉴权。

🚀 要启用基于节点的访问控制，则需要在启动 API Server 时使用 --authorization-mode=Node 参数。

对于 kubectl 执行的 API 请求，Node 鉴权过程主要包括 读取操作 和 写入操作。

2.1 读取操作

当 kubectl 使用基于节点的方式操作 API 资源时，允许对以下资源进行 读取操作：

  • Pod、Service、Endpoint、Node
  • Secret、ConfigMap、PVC
  • 绑定到 kubelet 节点的与 Pod 相关的持久卷

2.2 写入操作

当 kubectl 使用基于节点的方式操作 API 资源时，允许对以下的资源进行 写入操作：

  • 节点和节点状态（启用 NodeRestriction 准入控制器，以限制 kubelet 只能修改本节点的信息）。
  • Pod 和 Pod 状态（启用 NodeRestriction 准入控制器，以限制 kubelet 只能修改绑定到本节点的 Pod 信息）。
  • Event（事件）。

🚀 由于写入操作需要启用 NodeRestriction（准入控制器），因此在启动 API Server 时，需要在 --enable-admission-plugins 中加入 NodeRestriction，例如：--enable-admission-plugins=...,NodeRestriction,...

3.基于 Webhook 的访问控制

✨ 官方文档：https://kubernetes.io/docs/reference/access-authn-authz/webhook/

基于 Webhook 的访问控制定义了 HTTP 的一个回调接口，从而实现在某些特定事件发生时，该接口的应用会向一个远端的授权服务器发送 HTTP POST 信息。因此，在启用基于 Webhook 的访问控制后，Kubernetes 会调用外部的服务来对用户访问的资源进行授权。

🚀 要启用基于 Webhook 的访问控制，则需要在启动 API Server 时使用 --authorization-mode=webhook 参数。

3.1 基于 Webhook 的访问控制的架构

基于 Webhook 的访问控制的架构如下图所示。
在这里插入图片描述

从架构来看，基于 Webhook 的访问控制其实是一种基于 HTTP 协议的客户端与服务器（Client-Server）架构。由于 Kubernetes 的访问控制是围绕 API Server 进行的，因此，这里的 HTTP 客户端就是 API Server，而 HTTP 服务器端就是远端的授权服务器。在配置 HTTP 客户端 API Server 时，需要使用一个配置文件来指定远端的授权服务器的信息。

下面是 Kubernetes 官方提供的一个 HTTP 客户端配置示例。

# Kubernetes API version
apiVersion: v1
# kind of the API object
kind: Config
# clusters refers to the remote service.
clusters:- name: name-of-remote-authz-servicecluster:# CA for verifying the remote service.certificate-authority: /path/to/ca.pem# URL of remote service to query. Must use 'https'. May not include parameters.server: https://authz.example.com/authorize# users refers to the API Server's webhook configuration.
users:- name: name-of-api-serveruser:client-certificate: /path/to/cert.pem # cert for the webhook plugin to useclient-key: /path/to/key.pem          # key matching the cert# kubeconfig files require a context. Provide one for the API Server.
current-context: webhook
contexts:
- context:cluster: name-of-remote-authz-serviceuser: name-of-api-servername: webhook

🚀 其中的 clusters 字段代表的是远端的授权服务器。

有了客户端的配置文件后，在启动 API Server 时，除要指定使用 Webhook 的鉴权方式（即设置 --authorization-mode=webhook 参数）外，还需要用 --authorization-webhook-config-file 参数来指定 HTTP 客户端 API Server 的配置文件。

3.2 基于 Webhook 的访问控制的运行机制

在 Kubernetes 配置好基于 Webhook 的访问控制后，在进行鉴权时，API Server 会自动向远端的授权服务器发送一个 HTTP POST 的报文，在该请求中包含一个 JSON 格式的 SubjectAccessReview 对象用来描述当前执行的动作请求。

以下是对 Kubernetes 的资源对象请求进行鉴权的 HTTP POST 报文格式。该报文希望 jane 用户可以获取 Pod 的列表。

{"apiVersion": "authorization.k8s.io/v1beta1","kind": "SubjectAccessReview","spec": {"resourceAttributes": {"namespace": "kittensandponies","verb": "get","group": "unicorn.example.org","resource": "pods"},"user": "jane","group": ["group1","group2"]}
}

可以看出，SubjectAccessReview 对象中除包含被访问资源和请求的动作信息外，还包含用户的信息。

如果要对 Kubernetes 的非资源对象的请求进行鉴权，则报文格式如下：

{"apiVersion": "authorization.k8s.io/v1beta1","kind": "SubjectAccessReview","spec": {"nonResourceAttributes": {"path": "/debug","verb": "get"},"user": "jane","group": ["group1","group2"]}
}

远端的授权服务器在收到 HTTP POST 报文后，如果鉴权成功，则返回一个 SubjectAccessReview 对象，并在对象中填充 status 字段来允许访问。例如：

{"apiVersion": "authorization.k8s.io/v1beta1","kind": "SubjectAccessReview","status": {"allowed": true}
}

在远端的授权服务器拒绝请求的 HTTP POST 报文时，也是通过填充 status 字段来拒绝。例如：

{"apiVersion": "authorization.k8s.io/v1beta1","kind": "SubjectAccessReview","status": {"allowed": false,"reason": "user does not have read access to the namespace"}
}

如果远端的授权服务器拒绝了 API Server 的请求，同时也想拒绝其他授权者再次对该请求进鉴权，则可以在 status 字段中增加一个 denied 参数。例如：

{"apiVersion": "authorization.k8s.io/v1beta1","kind": "SubjectAccessReview","status": {"allowed": false,"denied": true,"reason": "user does not have read access to the namespace"}
}

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