3-13-6-k8s访问控制--准入控制
1. 准入控制基础
在说准入控制之前 , 我们先来回顾下之前的用户认证和授权 , 在k8s上用户认证和授权机制都是通过一个个插件进行功能的扩展 , 我们要要想使用某种用户认证和授权机制 , 相应的我们应该去启用对应的插件 ; 对于用户认证和授权这两个机制来说 , 它们的工作逻辑都是一样的 , 都是一票通过的机制 , 一票通过是指启有多个插件 , 只要对应用户来认证或做授权验证 , 只要有其中的一个插件满足要求 , 对应的用户就能通过认证 , 同样的道理验证授权也是 , 在k8s上授权插件是显式授权的 , 即只要满足对应定义的授权规则 , 则对应的验证授权就会被通过 , 反之没有显式授权的 , 即便认真通过权限验证也是不能放行的。
对于准入控制来说 , 在k8s上准入控制是通过准入控制器实现的 , 一个准入控制器就对应了一个插件 , 我们要使用对应的准入控制器 , 相应我们也要启用对应的插件才行 ; 在k8s上准入控制、用户认证、授权默认都内置并启用一些插件 , 我们可以直接编写对应的规则即可 ; 准入控制和用户认证、授权机制不同的是 , 准入控制的工作逻辑是一票否决机制 , 所谓一票否决是指在多个准入控制规则当中 , 只要不满足其中一个规则 , 对应的请求就是拒绝操作的 ; 对于准入控制来说 , 它有两种类型 , 一种是变异型 , 一种是校验型 ; 所谓变异型是指我们在提交给apiserver进行资源创建时 , 默认没有指定的对应字段的信息 ; 它会给我们补上 , 或者我们定义资源的某些属性的值不太规范 , 它会帮助我们修改对应的属性的值为一个规范的值 , 然后提交给apiserver ; 这种准入控制器通常是帮助我们把对应提交的资源创建信息 , 规范后提交给apiserver , 使得我们提交资源的信息是能够满足对应api规范 ; 校验型准入控制器是用来限制我们对应创建资源是否合理 , 是否满足我们定义的规则 , 如果不满足就直接拒绝我们创建 ; 这种控制器主要用来限制我们对k8s上的资源的使用 ;
在k8s上准入控制器的模块有很多 , 其中比较常用的有LimitRanger、ResourceQuota、ServiceAccount、PodSecurityPolicy等等 , 对于前面三种准入控制器系统默认是启用的 , 我们只需要定义对应的规则即可 ; 对于PodSecurityPolicy这种准入控制器 , 系统默认没有启用 , 如果我们要使用 , 就必需启用以后 , 对应规则才会正常生效 ; 这里需要注意一点 , 对应psp准入控制器 , 一定要先写好对应的规则 , 把规则和权限绑定好以后 , 在启用对应的准入控制器 , 否则先启用准入控制器 , 没有对应的规则 , 默认情况它是拒绝操作 , 在k8s上没有显式定义规则都是拒绝 , 这可能导致现有的k8s系统跑的系统级pod无法正常工作 ; 所以对于psp准入控制器要慎用 , 如果规则和权限做的足够精细 , 它会给我们的k8s系统安全带来大幅度的提升 , 反之 , 可能导致整个k8s系统不可用 ;
查看apiserver启用的准入控制器
apiserver启用准入控制插件需要使用--enable-admission-plugins选项来指定 , 该选项可以使用多个值 , 用逗号隔开表示启用指定的准入控制插件 ; 这里配置文件中显式启用了NodeRestrication这个插件 ; 默认没有写在这上面的内置准入控制器 , 它也是启用了的 , 比如LimitRanger、ResourceQuota、ServiceAccount等等 ; 对于不同的k8s版本 , 内置的准入控制器和启用与否请查看相关版本的官方文档 ; 对于那些没有启动的准入控制器 , 我们可以在上面选项中直接启用 , 分别用逗号隔开即可 ;
2. LimitRanger控制器
LimitRanger准入控制器是k8s上一个内置的准入控制器 , LimitRange是k8s上的一个标准资源 , 它主要用来定义在某个名称空间下限制pod或pod里的容器对k8s上的cpu和内存资源使用 ; 它能够定义我们在某个名称空间下创建pod时使用的cpu和内存的上限和下限以及默认cpu、内存的上下限 ; 如果我们创建pod时定义了资源上下限 , 但不满足LimitRange规则中定义的资源上下限 , 此时LimitRanger就会拒绝我们创建此pod ; 如果我们在LimitRange规则中定义了默认的资源上下限制 , 我们创建资源没有指定其资源限制 , 它默认会使用LimitRange规则中的默认资源限制 ; 同样的逻辑LimitRanger可以限制一个pod使用资源的上下限 , 它还可以限制pod中的容器的资源上下限 , 比限制pod更加精准 ; 不管是针对pod还是pod里的容器 , 它始终只是限制单个pod资源使用 ;
LimitRange规则定义
[root@master01 ~]# cat LimitRang-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: myns
---
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
name: cpu-memory-limit-range
namespace: myns
spec:
limits:
- default:
cpu: 1000m
memory: 1000Mi
defaultRequest:
cpu: 500m
memory: 500Mi
min:
cpu: 500m
memory: 500Mi
max:
cpu: 2000m
memory: 2000Mi
maxLimitRequestRatio:
cpu: 4
memory: 4
type: Container
[root@master01 ~]#以上清单主要定义了两个资源 , 一个创建myns名称空间 , 一个是在对应myns名称空间下定义了LimitRange资源 。其中LimitRange资源的名称为cpu-memory-limit-range
default字段用来指定默认容器资源上限值 ;defaultRequest用来指定默认容器资源下限值 ;min字段用来指定限制用户指定的资源下限不能小于对应资源的值 ;max是用来限制用户指定资源上限值不能大于该值 ;maxLimitRequestRatio字段用来指定资源的上限和下限的比值 ; 即上限是下限的多少倍 ;type是用来描述对应资源限制的级别 , 该字段有两个值pod和container;
上述资源清单表示在该名称空间下创建pod时
默认不指定其容器的资源限制 , 就限制对应容器最少要有
0.5个核心的cpu和500M的内存 ; 最大为1个核心cpu,1g内存 ;如果我们手动定义了容器的资源限制 , 那么对应资源限制最小不能小于
cpu为0.5个核心 , 内存为500M, 最大不能超过cpu为2个核心 , 内存为2000M;如果我们在创建
pod时 , 只指定了容器的资源上限或下限 , 那么上限最大是下限的的4倍 , 如果指定cpu上限为2000m那么下限一定不会小于500m, 如果只指定了cpu下限为500m那么上限最大不会超过2000m, 对于内存也是同样的逻辑 ;
应用资源清单
[root@master01 ~]# kubectl apply -f LimitRang-demo.yaml
namespace/myns created
limitrange/cpu-memory-limit-range created
[root@master01 ~]# kubectl get limitrange -n myns
NAME CREATED AT
cpu-memory-limit-range 2021-01-01T08:01:24Z
[root@master01 ~]# kubectl describe limitrange cpu-memory-limit-range -n myns
Name: cpu-memory-limit-range
Namespace: myns
Type Resource Min Max Default Request Default Limit Max Limit/Request Ratio
---- -------- --- --- --------------- ------------- -----------------------
Container cpu 500m 2 500m 1 4
Container memory 500Mi 2000Mi 500Mi 1000Mi 4
[root@master01 ~]#资源清单中如果指定了maxLimitRequestRatio , 需要注意min中和max中的对应资源的单位 , 如果指定的倍数和max与min中指定的值比例不同 , 它这里会不会让我们创建 ; 如下提示
[root@master01 ~]# kubectl apply -f LimitRang-demo.yaml
namespace/myns unchanged
The LimitRange "cpu-limit-range" is invalid: spec.limits[0].maxLimitRequestRatio[memory]: Invalid value: resource.Quantity{i:resource.int64Amount{value:4, scale:0}, d:resource.infDecAmount{Dec:(*inf.Dec)(nil)}, s:"4", Format:"DecimalSI"}: ratio 4 is greater than max/min = 3.814697
[root@master01 ~]#我们在资源中指定maxLimitRequestRatio , 它内部就是使用max/min,所以对应的值必须符合max/min的值 ;
验证 : 在myns名称空间下创建一个pod , 默认不指定其资源限制 , 看看它是否会被limitrange规则自动附加其资源限制
[root@master01 manifests]# cat pod-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
pod/nginx-pod-demo created
[root@master01 manifests]# kubectl get pods -n myns
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-pod-demo 1/1 Running 0 15s
[root@master01 manifests]# kubectl describe pod nginx-pod-demo -n myns
Name: nginx-pod-demo
Namespace: myns
Priority: 0
Node: node01.k8s.org/192.168.0.44
Start Time: Fri, 01 Jan 2021 16:12:53 +0800
Labels: <none>
Annotations: kubernetes.io/limit-ranger: LimitRanger plugin set: cpu, memory request for container nginx; cpu, memory limit for container nginx
Status: Running
IP: 10.244.1.108
IPs:
IP: 10.244.1.108
Containers:
nginx:
Container ID: docker://4d566a239fe3f80e823352ff2eb0f4bc9e5ca1c107c62d87a5035e2d70e7d8f2
Image: nginx:1.14-alpine
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:485b610fefec7ff6c463ced9623314a04ed67e3945b9c08d7e53a47f6d108dc7
Port: <none>
Host Port: <none>
State: Running
Started: Fri, 01 Jan 2021 16:12:54 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Limits:
cpu: 1
memory: 1000Mi
Requests:
cpu: 500m
memory: 500Mi
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-n6tg5 (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-n6tg5:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-n6tg5
Optional: false
QoS Class: Burstable
Node-Selectors: <none>
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 33s default-scheduler Successfully assigned myns/nginx-pod-demo to node01.k8s.org
Normal Pulled 32s kubelet Container image "nginx:1.14-alpine" already present on machine
Normal Created 32s kubelet Created container nginx
Normal Started 32s kubelet Started container nginx
[root@master01 manifests]#可以看到我们在myns名称空间下创建的pod没有指定其容器资源限制 , 创建pod后 , 其内部容器自动就有了默认的资源限制 ; 其大小就是我们在定义LimitRange规则中的default和defaultRequite字段中指定的资源限制 ;
验证 : 创建一个pod指定其cpu下限为200m,看看对应pod是否允许我们创建
[root@master01 manifests]# cat pod-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo2
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
resources:
requests:
cpu: 200m
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
Error from server (Forbidden): error when creating "pod-demo.yaml": pods "nginx-pod-demo2" is forbidden: [minimum cpu usage per Container is 500m, but request is 200m, cpu max limit to request ratio per Container is 4, but provided ratio is 5.000000]
[root@master01 manifests]#提示 : 我们在创建资源清单中限制了容器使用cpu为200m , 在应用资源清单时 , 它这里就不允许我们创建 , 其原因是我们指定的资源限制规则不满足LimitRange这条准入控制规则 , 所以对应创建pod的请求被拒绝 ; 这也意味着我们在创建pod时 , 指定容器资源限制不能低于LimitRange准入控制规则中的最低限制 , 否则对应pod不被允许创建 ;
验证 : 创建pod时指定其cpu最大限制为2500m,看看对应pod是否允许被创建
[root@master01 manifests]# cat pod-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo2
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
resources:
limits:
cpu: 2500m
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
Error from server (Forbidden): error when creating "pod-demo.yaml": pods "nginx-pod-demo2" is forbidden: maximum cpu usage per Container is 2, but limit is 2500m
[root@master01 manifests]#提示 : 可以看到在pod容器里指定对应的资源限制上限大于LimitRange准入控制规则中的max字段的值时 , 对应pod是不被允许创建 ;
验证 : 给定pod容器的cpu上限或下限为对应范围内的值看看对应pod是否允许被创建？
[root@master01 manifests]# cat pod-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo2
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
resources:
requests:
cpu: 700m
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
pod/nginx-pod-demo2 created
[root@master01 manifests]# kubectl describe pod nginx-pod-demo2 -n myns
Name: nginx-pod-demo2
Namespace: myns
Priority: 0
Node: node03.k8s.org/192.168.0.46
Start Time: Fri, 01 Jan 2021 16:33:39 +0800
Labels: <none>
Annotations: kubernetes.io/limit-ranger: LimitRanger plugin set: memory request for container nginx; cpu, memory limit for container nginx
Status: Running
IP: 10.244.3.119
IPs:
IP: 10.244.3.119
Containers:
nginx:
Container ID: docker://4a576eda79e0f2a377ca9d058ee6e64decf45223b720b93c3291eed9c2a920d1
Image: nginx:1.14-alpine
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:485b610fefec7ff6c463ced9623314a04ed67e3945b9c08d7e53a47f6d108dc7
Port: <none>
Host Port: <none>
State: Running
Started: Fri, 01 Jan 2021 16:33:40 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Limits:
cpu: 1
memory: 1000Mi
Requests:
cpu: 700m
memory: 500Mi
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-n6tg5 (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-n6tg5:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-n6tg5
Optional: false
QoS Class: Burstable
Node-Selectors: <none>
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 23s default-scheduler Successfully assigned myns/nginx-pod-demo2 to node03.k8s.org
Normal Pulled 23s kubelet Container image "nginx:1.14-alpine" already present on machine
Normal Created 22s kubelet Created container nginx
Normal Started 22s kubelet Started container nginx
[root@master01 manifests]#提示 : 从上面的示例可以看到 , 我们给定资源下限 , 对应资源上限它会用默认值给填充 ;
3. ResourceQuota准入控制器
ResourceQuota准入控制器也是k8s上内置的准入控制器 , 默认该控制器是启用的状态 , 它主要作用是用来限制一个名称空间下的资源的使用 ; 相对于LimitRanger准入控制器相比 , 它能防止在一个名称空间下的pod被过多创建时 , 导致过多占用k8s上的资源 ; 简单讲它是用来在名称空间级别限制用户的资源使用 ; 不同于LimitRanger准入控制器 , Resourcequota准入控制器限制的是某个名称空间下的资源 , 而LimitRanger准入控制器限制的是单个pod或pod中的容器的资源使用 ;
ResourceQuota资源的创建
[root@master01 ~]# cat resourcequota-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: quota-demo
namespace: myns
spec:
hard:
pods: "5"
requests.cpu: "5"
requests.memory: 5Gi
limits.cpu: "4"
limits.memory: 10Gi
count/deployments.apps: "5"
count/deployments.extensions: "5"
persistentvolumeclaims: "5"
[root@master01 ~]#ResourceQuota的定义其kind类型为ResourceQuota , 群组为核心群组v1 ;
spec.hard字段是用来定义对应名称空间下的资源限制规则 ;
pods用来限制在对应名称空间下的pod数量requests.cpu字段用来限制对应名称空间下所有pod的cpu资源的下限总和 ;requests.memory: 用来限制对应名称空间下pod的内存资源的下限总和 ;limits.cpu用来限制对应名称空间下的podcpu资源的上限总和 ,limits.memory用来限制对应名称空间下pod内存资源上限总和 ;count/deployments.apps用来限制对应名称空间下apps群组下的deployments的个数 ,count/deployments.extensions用来限制对应名称空间下extensions群组下的deployments的数量 ;
以上配置清单表示 , 在myns名称空间下运行的pod数量不能超过5个 , 或者所有pod的cpu资源下限总和不能大于5个核心 , 内存资源下限总和不能大于5G , 或者cpu上限资源总和不能大于4个核心 , 内存上限总和不能超过10G , 或者apps群组下的deployments控制器不能超过5个 , extensions群组下的deploy控制器不能超过5个 , pv个数不能超过5个 ; 以上条件中任意一个条目不满足 , 都将无法在对应名称空间创建对应的资源 ;
应用资源清单
[root@master01 ~]# kubectl apply -f resourcequota-demo.yaml
resourcequota/quota-demo created
[root@master01 ~]# kubectl get resourcequota -n myns
NAME AGE REQUEST LIMIT
quota-demo 33s count/deployments.apps: 0/5, count/deployments.extensions: 0/5, persistentvolumeclaims: 0/5, pods: 2/5, requests.cpu: 1200m/5, requests.memory: 1000Mi/5Gi limits.cpu: 2/4, limits.memory: 2000Mi/10Gi
[root@master01 ~]# kubectl describe resourcequota quota-demo -n myns
Name: quota-demo
Namespace: myns
Resource Used Hard
-------- ---- ----
count/deployments.apps 0 5
count/deployments.extensions 0 5
limits.cpu 2 4
limits.memory 2000Mi 10Gi
persistentvolumeclaims 0 5
pods 2 5
requests.cpu 1200m 5
requests.memory 1000Mi 5Gi
[root@master01 ~]#可以看到应用资源清单以后 , 对应名称空间下的资源使用情况可以通过查看resourcequota资源的详细信息就能了解到 ; 从上述resourcequota资源的详细信息中可以看到 , 当前myns中pod的cpu资源上限已经使用了2颗核心 , 对应内存的上限是了2000M ;
验证 : 在myns下创建2个cpu资源上限为2000m的pod , 看看对应pod是否被允许创建
[root@master01 manifests]# cat pod-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo3
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
resources:
limits:
cpu: 2000m
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
pod/nginx-pod-demo3 created
[root@master01 manifests]# kubectl describe resourcequota quota-demo -n myns
Name: quota-demo
Namespace: myns
Resource Used Hard
-------- ---- ----
count/deployments.apps 0 5
count/deployments.extensions 0 5
limits.cpu 4 4
limits.memory 3000Mi 10Gi
persistentvolumeclaims 0 5
pods 3 5
requests.cpu 3200m 5
requests.memory 1500Mi 5Gi
[root@master01 manifests]# cat pod-demo2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo4
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
resources:
limits:
cpu: 2000m
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo2.yaml
Error from server (Forbidden): error when creating "pod-demo2.yaml": pods "nginx-pod-demo4" is forbidden: exceeded quota: quota-demo, requested: limits.cpu=2,requests.cpu=2, used: limits.cpu=4,requests.cpu=3200m, limited: limits.cpu=4,requests.cpu=5
[root@master01 manifests]#可以看到在创建第一个pod时 , 对应pod成功创建 , 在创建第二个pod时 , 对应pod就能正常创建 , 其原因是对应myns名称空间下正常处于运行状态的pod的cpu资源上限总和已经和resourcequota准入控制规则中的limit.cpus字段的值一样了 , 再次创建pod时 , myns名称空间下的pod的cpu资源上限总和大于limit.cpus的值 , 所以不满足resourcequota准入控制规则 , 所以第二个pod就不允许被创建 ;
示例 : 使用resourcequota资源限制名称空间下的storage资源
[root@master01 ~]# cat resourcequota-storage-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: quota-storage-demo
namespace: default
spec:
hard:
requests.storage: "5Gi"
persistentvolumeclaims: "5"
requests.ephemeral-storage: "1Gi"
limits.ephemeral-storage: "2Gi"
[root@master01 ~]#requests.storage用来限制对应名称空间下的存储下限总和persistenvolumeclaims用来限制pvc总数量 ,requests.ephemeral-storage用来现在使用本地临时存储的下限总容量 ;limits.ephemeral-storage用来限制使用本地临时存储上限总容量 ;
以上配置表示在default名称空间下非停止状态的容器存储下限总容量不能超过5G , pvc的数量不能超过5个 , 本地临时存储下限容量不能超过1G , 上限不能超过2G ;
应用配置清单
[root@master01 ~]# kubectl apply -f resourcequota-storage-demo.yaml
resourcequota/quota-storage-demo created
[root@master01 ~]# kubectl get resourcequota
NAME AGE REQUEST LIMIT
quota-storage-demo 7s persistentvolumeclaims: 3/5, requests.ephemeral-storage: 0/1Gi, requests.storage: 3Gi/5Gi limits.ephemeral-storage: 0/2Gi
[root@master01 ~]# kubectl describe resourcequota quota-storage-demo
Name: quota-storage-demo
Namespace: default
Resource Used Hard
-------- ---- ----
limits.ephemeral-storage 0 2Gi
persistentvolumeclaims 3 5
requests.ephemeral-storage 0 1Gi
requests.storage 3Gi 5Gi
[root@master01 ~]#验证 : 在default名称空间下 , 再创建3个pvc看看对应资源是否被允许创建
[root@master01 ~]# cat pvc-v1-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-nfs-pv-v4
namespace: default
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 500Mi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-nfs-pv-v5
namespace: default
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 500Mi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-nfs-pv-v6
namespace: default
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 500Mi
[root@master01 ~]# kubectl apply -f pvc-v1-demo.yaml
persistentvolumeclaim/pvc-nfs-pv-v4 created
persistentvolumeclaim/pvc-nfs-pv-v5 created
Error from server (Forbidden): error when creating "pvc-v1-demo.yaml": persistentvolumeclaims "pvc-nfs-pv-v6" is forbidden: exceeded quota: quota-storage-demo, requested: persistentvolumeclaims=1, used: persistentvolumeclaims=5, limited: persistentvolumeclaims=5
[root@master01 ~]#可以看到现在在default名称空间下创建3个pvc时 , 对应前两个被成功创建 , 第三个被拒绝了 ; 原因是defualt名称空间下的pvc资源数量已经达到resourcequota准入控制规则中定义的数量 , 所以不予创建 ;
示例 : 创建resourcequota准入控制规则 , 并限定其生效范围
[root@master01 ~]# cat resourcequota-scopes-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: quota-scopes-demo
namespace: myns
spec:
hard:
pods: "5"
scopes: ["BestEffort"]
[root@master01 ~]#限制resourcequota准入控制规则生效范围 , 可以使用scopes字段来指定对应的范围 ; 该字段为一个列表 , 默认不指定是指所有状态的pod ;
BestEffort表示匹配对应pod的QOS(服务质量类别)值为BestEffort的pod;NotBestEffort表示匹配对应pod的QOS值不是BestEffort的pod;Terminating表示匹配对应Pod状态为Terminating状态的pod;NotTerminating表示匹配状态不是Terminating状态的pod;
上述清单规则表示只对pod的服务质量类别为BestEffort的pod生效 ; 其他类型的pod不记录到对应规则中 ; 即只能在对应名称空间下创建5个服务质量类别为BestEffort类别的pod ;
应用配置清单
[root@master01 ~]# kubectl apply -f resourcequota-scopes-demo.yaml
resourcequota/quota-scopes-demo created
[root@master01 ~]# kubectl get quota -n myns
NAME AGE REQUEST LIMIT
quota-scopes-demo 12s pods: 0/5
[root@master01 ~]#限制pod的服务质量类别为BestEffort , 只能对pod资源施加 , 其它资源都不支持 ;
4. PodSecurityPolicy准入控制器
PodSecurityPolicy准入控制器主要用来设置pod安全相关的策略 , 比如是否允许对应pod共享宿主机网络名称空间 , 是否允许pod允许为特权模式等等 ;
示例 : 定义psp准入控制器规则
[root@master01 psp]# cat psp-privileged.yaml
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
name: privileged
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/allowedProfileNames: '*'
spec:
privileged: true
allowPrivilegeEscalation: true
allowedCapabilities:
- '*'
volumes:
- '*'
hostNetwork: true
hostPorts:
- min: 0
max: 65535
hostIPC: true
hostPID: true
runAsUser:
rule: 'RunAsAny'
seLinux:
rule: 'RunAsAny'
supplementalGroups:
rule: 'RunAsAny'
fsGroup:
rule: 'RunAsAny'
[root@master01 psp]#PodSecurityPolicy是k8s的标准资源 , 其类型为PodSecurityPolicy , 群组版本为policy/v1beta1 ;
spec字段用来定义对pod的相关安全属性的定义 ;privileged用来定义对应pod是否允许运行为特权模式 ;allowPrivilegeEscalation用来指定是否运行对应容器子进程特权 ;allowedCapabilities用来指定允许使用内核中的Capabilities功能 , "*" 表示所有 ;volumes用来指定可以使用的卷类型列表 ,*表示可以使用支持的任意类型的的卷 ;hostNetwork表示是否允许共享宿主机网络名称空间 ;hostPorts用来指定可以使用宿主机端口范围 ,min限制端口下限 ,max限制端口上限 ;hostIPC表示是否允许共享宿主机的IPC,hostPID表示是否共享宿主机的PID;runAsUser用来指定对应pod允许以那个用户身份运行 ,RunAsAny表示可以以任意用户身份运行 ;
以上清单主要定义了一个特权psp准入控制规则 , 通常这类psp应该有应用在对所有系统级pod使用 ; 一般的普通用户创建的pod不应该拥有上述权限 ;
psp准入控制规则相关属性说明
示例 : 定义一个非特权psp准入控制法则
[root@master01 psp]# cat psp-restricted.yaml
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
name: restricted
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/allowedProfileNames: 'docker/default'
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/defaultProfileName: 'docker/default'
spec:
privileged: false
allowPrivilegeEscalation: false
requiredDropCapabilities:
- ALL
volumes:
- 'configMap'
- 'emptyDir'
- 'projected'
- 'secret'
- 'downwardAPI'
- 'persistentVolumeClaim'
hostNetwork: false
hostIPC: false
hostPID: false
runAsUser:
rule: 'MustRunAsNonRoot'
seLinux:
rule: 'RunAsAny'
supplementalGroups:
rule: 'MustRunAs'
ranges:
- min: 1
max: 65535
fsGroup:
rule: 'MustRunAs'
ranges:
- min: 1
max: 65535
readOnlyRootFilesystem: false
[root@master01 psp]#提示 : 定义好上述psp准入控制资源以后 , 我们还应该把对那个对应准入控制资源绑定到不同的角色上 , 以实现不同角色拥有不同的psp准入控制法则的使用权限 ;
示例 : 定义clusterrole分别关联不同的psp准入控制资源
[root@master01 psp]# cat clusterrole-with-psp.yaml
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: psp:restricted
rules:
- apiGroups: ['policy']
resources: ['podsecuritypolicies']
verbs: ['use']
resourceNames:
- restricted
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: psp:privileged
rules:
- apiGroups: ['policy']
resources: ['podsecuritypolicies']
verbs: ['use']
resourceNames:
- privileged
[root@master01 psp]#提示 : 以上定义了两个clusterrole , 一个名为psp:restricted , 该角色主要关联非特权psp资源 , 其资源名为restricted ; 第二个clusterrole名为psp:privileged , 该角色主要关联特权psp资源 ; 其对应psp资源名称为privileged ;
示例 : 创建clusterrolebinding关联相关用户和组
[root@master01 psp]# cat clusterrolebinding-with-psp.yaml
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: restricted-psp-user
roleRef:
kind: ClusterRole
name: psp:restricted
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
subjects:
- kind: Group
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
name: system:authenticated
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: privileged-psp-user
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: psp:privileged
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Group
name: system:masters
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Group
name: system:node
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Group
name: system:serviceaccounts:kube-system
[root@master01 psp]#以上配置主要创建了两个clusterrolebinding , 第一个cluserrolebinding主要把在k8s上认证通过的用户的权限绑定到psp:restricted这个角色上 , 让其拥有对应的权限 , 即通过认证的用户拥有非特权psp准入控制法则权限 ; 第二个clusterrolebinding主要绑定了三类用户 , 第一类是system:masters组上的用户 , 第二类是system:node组上的用户 , 第三类是system:serviceaccounts:kube-system组上的用户 ; 这三个组都是系统级别用户 , 主要是系统及pod和组件使用的组 ; 所以这些用户应该拥有特权psp准入控制法则 , 对应通过clusterrolebinding绑定到psp:privileged这个角色 ;
应用上述资源清单
[root@master01 psp]# kubectl apply -f psp-privileged.yaml
podsecuritypolicy.policy/privileged created
[root@master01 psp]# kubectl apply -f psp-restricted.yaml
podsecuritypolicy.policy/restricted created
[root@master01 psp]# kubectl apply -f clusterrole-with-psp.yaml
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/psp:restricted created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/psp:privileged created
[root@master01 psp]# kubectl apply -f clusterrolebinding-with-psp.yaml
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/restricted-psp-user created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/privileged-psp-user created
[root@master01 psp]#提示 : 应用顺序先应用psp准入控制资源 , 然后在应用clusterrole资源 , 最后应用clusterrolebinding资源 ;
启用psp准入控制器
编辑/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml文件 , 找到--enable-admission-plugins选项 , 在最后加上PodSecurityPolicy用逗号隔开 ; 然后保存退出 ; 对应psp准入控制器就启用了 ;
验证 : 把tom用户设置为myns名称空间下的管理员 , 然后使用tom用户的配置文件在myns下创建一个pod , 该pod使用hostNetwork:true 选项来共享宿主机网络名称空间 , 看看是否能够正常将pod创建出来
设置tom用户为myns名称空间下的管理员
[root@master01 ~]# cat tom-rolebinding-myns-admin.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: tom-myns-admin
namespace: myns
roleRef:
kind: ClusterRole
name: admin
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
subjects:
- kind: User
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
name: tom
[root@master01 ~]# kubectl apply -f tom-rolebinding-myns-admin.yaml
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/tom-myns-admin created
[root@master01 ~]# kubectl get rolebinding -n myns
NAME ROLE AGE
tom-myns-admin ClusterRole/admin 10s
[root@master01 ~]#验证tom用户证书信息不是在system:master组内
[root@master01 ~]# cat /tmp/myk8s.config |grep client-certificate-data|awk {'print $2'}|base64 -d|openssl x509 -text -noout
Certificate:
Data:
Version: 1 (0x0)
Serial Number:
f4:39:a9:5d:2f:01:09:2b
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
Issuer: CN=kubernetes
Validity
Not Before: Dec 29 16:29:59 2020 GMT
Not After : Dec 29 16:29:59 2021 GMT
Subject: CN=tom, O=myuser
Subject Public Key Info:
Public Key Algorithm: rsaEncryption
Public-Key: (2048 bit)
Modulus:
00:b7:02:e8:0d:ca:d5:3f:36:42:20:5c:16:6c:dd:
2a:be:53:f3:b7:14:8e:ca:9f:f4:45:4a:61:97:df:
3c:e8:c2:cd:2f:d8:80:85:29:3d:87:b1:9b:5e:9b:
dd:60:0b:5f:60:46:8f:71:8b:49:1a:a6:48:94:f8:
15:0c:f2:98:3c:ab:3a:7c:28:c4:64:76:bf:03:90:
53:f7:2b:6d:18:b5:9b:53:d2:7b:e1:9e:56:bd:c6:
41:a7:99:0a:20:d9:d3:1b:f2:3d:f8:84:bb:8a:22:
c7:66:1f:8e:7a:ee:e7:06:27:90:06:ce:23:69:eb:
c7:42:69:13:d3:bd:2a:c2:5f:bd:1d:2c:0a:19:ca:
f4:d6:a2:d4:47:73:bb:4e:5a:01:75:37:ba:2f:2b:
78:5f:70:3b:ce:5b:46:25:fb:c8:3f:8a:7b:15:ea:
85:aa:b0:b9:28:85:1a:fd:4a:7e:f2:92:40:bd:00:
2a:6c:08:84:eb:7b:dc:5b:e0:13:71:d3:af:75:e3:
6a:23:e1:a5:78:a2:03:ba:bf:e6:1b:bb:37:cc:11:
aa:aa:d2:66:10:22:8f:31:a3:4d:f8:79:d2:05:d7:
c9:9a:8c:ce:59:7c:30:7e:f1:2d:9a:4a:53:94:cc:
83:47:91:ea:6d:4f:01:9c:c9:3d:c6:9d:85:e0:41:
5c:ff
Exponent: 65537 (0x10001)
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
41:47:71:e6:60:70:5b:b0:5f:9c:47:2d:05:07:fd:93:6d:1b:
16:c3:fd:c8:d4:2e:45:b3:fd:d0:4c:e7:19:b4:80:86:ae:8f:
01:5b:26:f7:01:00:3a:e0:0f:b7:ce:6e:0a:a2:e2:84:2c:86:
cd:d8:cb:42:3a:c6:bd:b0:50:72:2e:35:fb:02:5e:78:0c:ce:
fa:3d:28:bc:96:63:d0:83:30:93:6f:59:4d:94:27:8d:ea:5c:
1e:19:1b:35:29:87:cf:76:3b:60:4d:8d:f2:b7:37:9a:5a:b6:
7c:58:ae:dd:f0:7a:fd:de:b9:9f:77:bb:fb:9c:42:d8:50:bc:
2f:50:5c:9b:56:4b:90:89:14:c9:52:6d:64:59:dd:3f:53:b1:
e4:32:91:d5:98:fb:83:fa:78:23:45:0f:53:92:f0:1a:58:81:
03:f3:a3:b4:0a:83:d3:7c:ef:04:e8:ee:27:df:e8:4f:68:dc:
df:46:ef:6b:45:7b:c0:bb:55:fd:82:c6:d9:3b:66:26:14:4a:
fe:79:7d:a1:24:43:ba:20:19:6b:b3:d8:0f:2f:30:2b:d3:22:
e6:f9:a9:88:38:98:7b:d6:c4:41:17:62:8d:05:6e:1f:c3:e2:
44:dc:35:a2:7f:ed:70:2f:68:75:50:61:74:41:d2:86:dd:75:
18:21:a1:c9
[root@master01 ~]#可以看到tom用户的证书中O=myuser , 并非system:master ;
使用tom用户的配置文件在myns名称空间下创建pod
[root@master01 manifests]# cat pod-demo3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo3
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
hostNetwork: true
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo3.yaml --kubeconfig=/tmp/myk8s.config
Error from server (Forbidden): error when creating "pod-demo3.yaml": pods "nginx-pod-demo3" is forbidden: PodSecurityPolicy: unable to admit pod: [spec.securityContext.hostNetwork: Invalid value: true: Host network is not allowed to be used]
[root@master01 manifests]# 可以看到tom用户在myns名称空间下创建pod并共享宿主机网络名称空间 , 被apiserver拒绝了 ; 这是因为我们刚才启用了psp准入控制器 , 对应规则明确规定不在system:master组或system:serviceaccounts:system-kube组或system:node组的所有用户都不能创建pod共享宿主机名称空间 ;
使用system:master组上的用户创建pod共享宿主机网络名称空间 , 看看是否可以
验证 : kubectl的证书 , 看看对应的组是否是system:master
[root@master01 ~]# cat /etc/kubernetes/admin.conf |grep client-certificate-data|awk {'print $2'}|base64 -d |openssl x509 -text -noout
Certificate:
Data:
Version: 3 (0x2)
Serial Number: 886870692518705366 (0xc4ecc322d4838d6)
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
Issuer: CN=kubernetes
Validity
Not Before: Dec 8 06:38:54 2020 GMT
Not After : Dec 8 06:38:56 2021 GMT
Subject: O=system:masters, CN=kubernetes-admin
Subject Public Key Info:
Public Key Algorithm: rsaEncryption
Public-Key: (2048 bit)
Modulus:
00:c0:4f:cc:45:9b:4a:19:00:a4:af:68:13:f4:39:
b0:4c:a8:67:85:af:b3:f7:04:7e:de:16:4b:62:2c:
d4:e8:c8:b3:26:39:d2:9a:8e:00:71:ef:82:ff:d3:
ad:1a:89:f2:9b:2a:7b:84:c5:5c:85:5a:d0:c5:6e:
89:9d:96:e7:ec:db:92:50:f7:4f:a1:d8:14:2e:48:
33:de:05:48:f1:aa:36:d1:d3:9c:bf:6d:b9:6b:75:
ce:66:a5:72:52:6c:bb:6c:2b:96:98:da:e1:99:1b:
d4:51:3d:5d:d4:fa:76:d9:18:c7:d2:37:95:ad:3c:
e7:af:87:21:75:1b:96:bb:64:51:f5:ae:44:ba:43:
e1:d5:5d:39:57:a1:f0:04:e5:39:6c:af:8c:a6:7e:
eb:4f:98:5d:07:ce:da:89:91:08:34:db:67:0b:09:
0c:59:3b:16:b0:13:f7:13:b8:fb:6f:54:d1:c9:e5:
ce:27:a6:09:af:cc:9d:b5:1e:0a:9c:b4:d2:64:76:
cd:35:67:9e:b5:a6:ba:d8:44:e9:c9:e8:0d:fb:c7:
00:06:4a:ce:72:67:a7:0e:56:57:8c:75:2a:c7:0f:
bb:4a:d9:0c:ec:a1:27:3a:ce:92:13:e4:bf:d1:31:
c8:be:20:58:a0:d6:43:f7:21:8a:cb:e3:fe:5e:1d:
d9:2d
Exponent: 65537 (0x10001)
X509v3 extensions:
X509v3 Key Usage: critical
Digital Signature, Key Encipherment
X509v3 Extended Key Usage:
TLS Web Client Authentication
X509v3 Authority Key Identifier:
keyid:BE:53:44:7A:0F:3D:B0:99:37:F3:D3:52:BE:C1:75:E6:EF:81:DD:13
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
35:ea:55:af:57:62:46:26:e9:60:59:82:c2:52:55:45:23:f3:
f9:2a:2a:78:28:6c:26:6a:32:c9:df:75:17:ca:44:0f:7f:2a:
ae:a5:7b:e5:d0:99:3e:97:27:1d:13:a9:5f:d7:09:29:c8:d9:
68:a6:c1:c5:e3:28:14:6e:0f:c8:32:4b:06:8a:6b:fe:ba:ce:
e4:59:b6:70:d4:11:71:cf:e9:c2:dc:da:86:9c:12:82:82:58:
78:83:32:ac:ff:99:6e:1f:07:e0:9d:02:86:dc:e2:e4:30:a1:
36:f1:43:cb:a1:13:1c:27:87:19:89:15:38:25:0a:29:dd:66:
6b:ed:7e:8c:fe:95:8e:10:77:5f:70:47:98:a0:37:4f:9e:57:
6a:66:35:9c:dc:64:f5:1a:01:cd:45:6e:01:bc:15:6f:6f:cd:
f6:51:f4:8e:28:14:77:9e:50:42:42:e2:a8:42:76:b5:f9:c8:
87:bb:a5:3e:64:ce:1c:88:6d:31:99:53:c6:8f:88:f1:72:7c:
5a:d6:dc:fe:7e:fa:26:d2:e0:f3:b8:47:d5:8b:c7:b2:88:80:
16:53:38:31:96:19:9a:73:98:c8:c3:30:13:23:71:b7:1d:d4:
c9:00:c0:b0:99:bf:24:f3:cf:c6:76:27:d2:6e:3a:5f:fc:5c:
55:25:98:e2
[root@master01 ~]#提示 : 可以看到对应证书信息中的O=system:master , 说明使用kubectl工具加载/etc/kubernetes/admin.config文件 , 在apiserver上认证会被是被为system:master组上的成员 ;
使用kubectl 加载/etc/kubernetes/admin.conf 创建pod共享宿主机上的网络名称空间 ;
[root@master01 manifests]# cat pod-demo3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod-demo3
namespace: myns
spec:
containers:
- image: nginx:1.14-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
hostNetwork: true
[root@master01 manifests]# kubectl apply -f pod-demo3.yaml --kubeconfig=/etc/kubernetes/admin.conf
pod/nginx-pod-demo3 created
[root@master01 manifests]# kubectl get pod -n myns --kubeconfig=/etc/kubernetes/admin.conf
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-pod-demo3 1/1 Running 0 20s
[root@master01 manifests]#可以看到使用system:master组上用户的证书在myns名称空间下就能够正常创建共享宿主机网络名称空间的pod ; 通过上面的示例可以看到对应psp准入控制规则的设置是生效的 ;
参考链接
容器编排系统K8s之访问控制--准入控制 - Linux-1874 - 博客园 (cnblogs.com)