Kubernetes_梳理出ServiceAccount服务账号一条线

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2022-11-21 14:17

前言

看图,如下:

左下角的Pod需要访问k8s的资源,需要通过中间 apiserver 的认证、授权、准入控制 三个东西,这就需要一个serviceAccount,帮助它完成这个过程,才能访问k8s的资源。


一、每个命名空间都会一个有个serviceAccount

serviceAccount的作用是是给集群内pod里面的进程使用,用来访问集群内的资源,所以每个ns都会一个一个名称为default的命名空间,如下:

同时也可以自定义serviceAccount

为什么使用了serviceAccount就可以认证集群,因为每个sa下面都会拥有的一个加密的token,使用 secrets 存储,

这个secrets(加密token)本质上等同于userAccount的认证集群的三种凭证文件:X509客户端证书,静态token文件,静态账号密码文件。

既然这个ns-monitor命名空间下,有这样一个名为default的serviceAccount,我们就来使用一下这个serviceAccount,如下,新建一个Pod使用这个serviceAccount:

查看一下正在运行的 kind: daemonSet 资源 node-exporter,但是没有找到对serviceAccount的引用,因为任何拉取镜像的运行资源 (pod replicaset deployment statefulset deamonset job/cronjob) ,对于serviceAccount(serviceAccount类型的secrets)的引用,都是在底层的Pod里面的,所以要看pod,如下:

查看daemonset底层运行的pod,找到了对于serviceAccount类型type的secrets的引用,如下:

至此,这个名为default的serviceAccount就被pod使用了,这个pod使用了这个serviceAccount(其实是加载了这个serviceAccount关联的secrets)之后,就可以访问k8s集群内的资源。

那么,为什么pod启动通过volume加载了type类型为serviceAccount的secrets之后,就可以访问到k8s里面资源呢?我们看一下这个secrets到底存储的哪些数据data (secrets类似一个加密的configmap,可以简单理解为配置文件,里面存储了数据)

一个 secrets (type:serviceAccount) 里面包含的data是:加密的ca.crt、加密的namespace、加密的token,如下:

二、Secret三种type

Kubernetes提供了Secret来处理敏感信息,目前Secret的类型有3种,通过type属性指定:
Opaque(default): 任意字符串,使用base64编码存储信息,可以通过base64 --decode解码获得原始数据,因此安全性弱。
kubernetes.io/service-account-token: 作用于ServiceAccount,就是上面说的。
kubernetes.io/dockercfg: 作用于Docker registry,用户下载docker镜像认证使用。

type类型创建secret的方式使用这个secret的方式
Opaque(default)kubectl 命令手动创建拉取镜像的Pod yaml文件中,volume文件挂盘或者env使用
kubernetes.io/service-account-token新建命名空间会自动新建一个默认的serviceAccount,这个serviceAccount里面会自动新建一个type为serviceAccount的secret;kubectl 命令手动创建,自定义的serviceAccount被创建起来,会自动新建一个type为serviceAccount的secret运行的Pod通过volume文件挂盘使用这个type为serviceAccount的secret
kubernetes.io/dockercfgkubectl 命令手动创建所有需要拉取镜像的场景/kind类型,可以是Pod,也可以是replicasets deployment statefulset daemonset job/cronjob,yaml文件中被imagePullSecrets属性使用,用来拉取镜像的账号密码

2.1 Opaque(default)

Opaque类型的Secret的value为base64位编码后的值

2.1.1 Secret创建的两种方式

创建方式1:从文件中创建Secret

echo -n "admin" > ./username.txt
echo -n "1f2d1e2e67df" > ./password.txt
kubectl create secret generic db-user-pass --from-file=./username.txt --from-file=./password.txt
kubectl get secret

演示如下:

创建方式2:使用yaml文件创建Secret

(1)对数据进行64位编码

echo -n 'admin' | base64
echo -n '1f2d1e2e67df' | base64

(2)定义mysecret.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: mysecret
type: Opaque
data:
username: YWRtaW4=
password: MWYyZDFlMmU2N2Rm

(3)根据yaml文件创建资源并查看

kubectl create -f ./secret.yaml
kubectl get secret
kubectl get secret mysecret -o yaml

演示如下:

2.1.2 Secret使用的两种方式

  • 以Volume方式

  • 以环境变量方式

使用方式1:以Volume方式使用Secret

kubectl apply -f mypod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: mypod
spec:
containers:
- name: mypod
image: redis
volumeMounts:
- name: foo
mountPath: "/etc/foo"
readOnly: true
volumes:
- name: foo
secret:
secretName: mysecret
kubectl exec -it pod-name bash  ## 进去
ls /etc/foo
cat /etc/foo/username
cat /etc/foo/password

以Volume方式使用Secret,演示如下:

使用方式2:将Secret设置为环境变量

kubectl get secret mysecret -o yaml
vi secret-env-pod.yaml
kubectl apply -f secret-env-pod.yaml
kubectl get pod
kubectl exec -it 具体pod名称 bash
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: secret-env-pod
spec:
containers:
- name: mycontainer
image: redis
env:
- name: SECRET_USERNAME
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysecret
key: username
- name: SECRET_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysecret
key: password
restartPolicy: Never

演示如下:

小结:secret两种方式被创建,创建完之后都可以被pod里面的container去使用

使用的方式:环境变量(container下面的env)、参数(container下面的args)、volume目录挂载(container下面的volume)

2.2 kubernetes.io/service-account-token


一般来说,k8s资源有不同的kind。
configmap secret user usergroup serviceAccount 不需要运行具体的程序,所以不需要 image: 属性拉取镜像
pod replicasets deployment statefulset daemonset job/cronjob 需要运行具体的程序,所以需要 image: 属性拉取镜像

另外,从来没有一种kind: UserAccount类型的资源

2.3 kubernetes.io/dockercfg

在需要安全验证的环境中拉取镜像的时候,需要通过用户名和密码。

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: myregistrykey
namespace: awesomeapps
data:
.dockerconfigjson: UmVhbGx5IHJlYWxseSByZWVlZWVlZWVlZWFhYWFhYWFhYWFhYWFhYWFhYWFhYWFhYWFhYWxsbGxsbGxsbGxsbGxsbGxsbGxsbGxsbGxsbGxsbGx5eXl5eXl5eXl5eXl5eXl5eXl5eSBsbGxsbGxsbGxsbGxsbG9vb29vb29vb29vb29vb29vb29vb29vb29vb25ubm5ubm5ubm5ubm5ubm5ubm5ubm5ubmdnZ2dnZ2dnZ2dnZ2dnZ2dnZ2cgYXV0aCBrZXlzCg==
type: kubernetes.io/dockerconfigjson

或者直接通过命令创建

kubectl create secret docker-registry myregistrykey \
--docker-server=DOCKER_REGISTRY_SERVER --docker-username=DOCKER_USER \
--docker-password=DOCKER_PASSWORD --docker-email=DOCKER_EMAIL

接下来拉取镜像的时候,就可以使用了

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: foo
namespace: awesomeapps
spec:
containers:
- name: foo
image: janedoe/awesomeapp:v1
imagePullSecrets:
- name: myregistrykey

其实本质上还是kubelet把这个认证放到了docker的目录下面,如下:

cat ~/.docker/config.json 
{
"auths": {
"10.39.0.118": {
"auth": "Y2hlbm1vOmNtMTM4MTE2NjY3ODY="
},
"10.39.0.12:5000": {
"auth": "dXNlcjAxOjEyMzQ1YQ=="
},
"http://10.39.0.12:5000": {
"auth": "dXNlcjAxOjEyMzQ1YQ=="
}
}
}

三、自定义ServiceAccount再分析一遍

3.1 Service Account创建

#查看serviceaccount资源
[root@k8s-master ~]# kubectl get sa
NAME SECRETS AGE
default 1 7d19h
#创建一个名为admin的serviceaccount资源
[root@k8s-master ~]# kubectl create serviceaccount admin
serviceaccount/admin created
#查看serviceaccount资源
[root@k8s-master ~]# kubectl get sa
NAME SECRETS AGE
admin 1 7s
default 1 7d19h
#查看serviceaccount资源admin的详细信息,可以看出已经自动生成了一个Tokens:admin-token-lc826
[root@k8s-master ~]# kubectl describe sa/admin
Name: admin
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Image pull secrets: <none>
Mountable secrets: admin-token-lc826
Tokens: admin-token-lc826
Events: <none>
#查看secret,可以查看也生成了一个admin-token-lc826的secret资源
[root@k8s-master ~]# kubectl get secret
NAME TYPE DATA AGE
admin-token-lc826 kubernetes.io/service-account-token 3 50s
......

3.2 在Pod中使用自定义的service account

每个Pod对象均可附加其所属名称空间中的一个Service Account资源,且只能附加一个。不过,一个Service Account资源可由所属名称空间中的多个Pod对象共享使用。创建Pod时,通过“spec.serviceAccountName”进行定义。示例如下:

[root@k8s-master manfests]# vim pod-sa-demo.yaml    #编辑资源清单文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-sa-demo
namespace: default
labels:
app: myapp
tier: frontend
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
ports:
- name: http
containerPort: 80
serviceAccountName: admin #指定serviceAccount资源名称

[root@k8s-master manfests]# kubectl apply -f pod-sa-demo.yaml
pod/pod-sa-demo created
[root@k8s-master manfests]# kubectl get pods -l app=myapp
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-sa-demo 1/1 Running 0 9s
[root@k8s-master manfests]#
[root@k8s-master manfests]# kubectl describe pods/pod-sa-demo
Name: pod-sa-demo
Namespace: default
......
Volumes:
admin-token-lc826:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: admin-token-lc826 #这里可以看出挂载token就是上面创建的sa所生成的那个
Optional: false
......



总结

总结一下,梳理出ServiceAccount服务账号一条线,kind: serviceAccount 作为k8s集群内的一类资源,每个命名空间都会一个名为default的默认的serviceAccount,默认不指定的情况下,这个命名空间下所有的pod都是使用名为default的默认的serviceAccount,这个serviceAccount是通过secrets存储的,这个secrets等效加密的configmap,就是配置文件一类东西,type是serviceAccount,包含的data是:加密的namespace、加密的ca.crt、加密的token,有了这些data,这个命名空间下的Pod在启动的时候通过volume挂盘的方式,将secrets加载到整个Pod里面,Pod的进程就可以访问k8s集群内的资源了。

然后,这种用在serviceAccount上的secrets只是一种类型type的secrets,secrets还有两种其他类型type的,普通字符串和imagePullSecrets,顺便一起学习了。

最后,还可以自定义ServiceAccount,再重新分析一遍,加深理解。

这里面有一个难以搞清的概念,那就是对于一一对应关系的serviceAccount和secrets,其实不用分的这么清楚,serviceAccount是一个账号,secrets是这个账号里面存储的数据,然后一一绑定在一起,甚至简单点理解,两个东西作为一个整体,任何是一个东西都可以(因为很难分开)。

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