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更新时间：2024-09-24 GMT+08:00
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ServiceAccount

Kubernetes中所有的访问，无论外部内部，都会通过API Server处理，访问Kubernetes资源前需要经过认证与授权。

  • Authentication：用于识别用户身份的认证，Kubernetes分外部服务账号和内部服务账号，采取不同的认证机制，具体请参见认证与ServiceAccount。
  • Authorization：用于控制用户对资源访问的授权，对访问的授权目前主要使用RBAC机制，将在RBAC介绍。
图1 API Server的认证授权

认证与ServiceAccount

Kubernetes的用户分为服务账户（ServiceAccount）和普通账户两种类型。

  • 服务账户与Namespace绑定，关联一套凭证，Pod创建时挂载Token，从而允许与API Server之间调用。
  • Kubernetes中没有代表普通账户的对象，这类账户默认由外部服务独立管理，比如在CCE的用户是由IAM管理的。

与Pod、ConfigMap类似，ServiceAccount是Kubernetes中的资源，属于命名空间级别。当创建一个新的命名空间时，系统会自动在其中生成一个名为default的ServiceAccount。

使用下面命令可以查看ServiceAccount。

kubectl get sa

NAME     SECRETS   AGE
default  1         30d
  • 1.21以前版本的集群中，Pod中获取Token的形式是通过挂载ServiceAccount的Secret来获取Token，这种方式获得的Token是永久的。该方式在1.21及以上的版本中不再推荐使用，并且根据社区版本迭代策略，在1.25及以上版本的集群中，ServiceAccount将不会自动创建对应的Secret。

    1.21及以上版本的集群中，直接使用TokenRequest API获得Token，并使用投射卷（Projected Volume）挂载到Pod中。使用这种方法获得的Token具有固定的生命周期，并且当挂载的Pod被删除时这些Token将自动失效。详情请参见Token安全性提升说明。

  • 如果您在业务中需要一个永不过期的Token，您也可以选择手动管理ServiceAccount的Secret。尽管存在手动创建永久ServiceAccount Token的机制，但还是推荐使用TokenRequest的方式使用短期的Token，以提高安全性。

1.25以前版本的集群中，ServiceAccount会自动创建对应的Secret。1.25及以上版本的集群中，ServiceAccount将不会自动创建对应的Secret。下面分别查看两种集群下的ServiceAccount状态。

  • 1.25以前版本集群，查看名为default的ServiceAccount状态。

    kubectl describe sa default

    回显内容如下，说明default自动创建对应的Secret，即default-token-vssmw。

    Name:                  default
Namespace:             default
Labels:                <none>
Annotations:           <none>
Image pull secrets:    <none>
Mountable secrets:     default-token-vssmw
Tokens:                default-token-vssmw
Events:                <none>
  • 1.25及以上版本集群，查看名为default的ServiceAccount状态。

    kubectl describe sa default

    由回显内容可知，default未自动创建对应的Secret。 
    Name:                     default
Namespace:                default 
Labels:                   <none>
Annotations:              <none>
Image pull secrets:       <none>
Mountable secrets:        <none>
Tokens:                   <none>
Events:                   <none>

在Pod的定义文件中，可以用指定账户名称的方式将一个ServiceAccount赋值给一个Pod，如果不指定就会使用默认的ServiceAccount。当API Server接收到一个带有认证Token的请求时，API Server会用这个Token来验证发送请求的客户端所关联的ServiceAccount是否允许执行请求的操作。

创建ServiceAccount

  1. 以1.29版本集群为例，使用如下命令在default命名空间内创建ServiceAccount。

    kubectl create serviceaccount sa-example

    serviceaccount/sa-example created

    使用以下命令可以检查sa-example是否创建成功，若NAME列出现sa-example则说明创建成功。

    kubectl get sa

    NAME            SECRETS   AGE
default         1         30d
sa-example      0         2s

    由于本案例使用的集群版本在1.25以上，ServiceAccount将不会自动创建对应的Secret。使用以下命令可以查看创建的ServiceAccount的详细信息，回显中Mountable secrets和Tokens值为none，则说明该ServiceAccount没有自动创建Secret。

    kubectl describe sa sa-example

    Name:                   sa-example
Namespace:              default
Labels:                 <none>
Annotations:            <none>
Image pull secrets:     <none>
Mountable secrets:      <none>
Tokens:                 <none>
Events:                 <none>

  2. 这里选择手动管理Secret，从而得到永不过期的Token。利用以下代码，手动创建名为sa-example-token的Secret，并与名为sa-example的ServiceAccount关联。 

    kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1 
kind: Secret 
metadata:
  namespace: default   
  name: sa-example-token   
  annotations:     
    kubernetes.io/service-account.name: sa-example 
type: kubernetes.io/service-account-token 
EOF

  3. 检查sa-example-token是否创建成功。若命名空间default的Secrets中出现sa-example-token，则说明创建成功。

    kubectl get secrets

    NAME                        TYPE                                    DATA        AGE
default-secret              kubernetes.io/dockerconfigjson          1           6d20h
paas.elb                    cfe/secure-opaque                       1           6d20h
sa-example-token            kubernetes.io/service-account-token     3           16s

    查看Secret的内容，可以发现ca.crt、namespace和token三个数据。

    kubectl describe secret sa-example-token

    Name:         sa-example-token
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  kubernetes.io/service-account.name: sa-example
              kubernetes.io/service-account.uid: 4b7d3e19-1dfe-4ee0-bb49-4e2e0c3c5e25

Type:  kubernetes.io/service-account-token

Data
====
ca.crt:     1123 bytes
namespace:  7 bytes
token:      eyJhbGciOiJSU...

  4. 检验ServiceAccount与新建的Secret关联是否成功，即检查ServiceAccount是否获取到Token。由回显内容可知，sa-example与sa-example-token关联成功。

    kubectl describe sa sa-example

    Name:                 sa-example
Namespace:            default
Labels:               <none>
Annotations:          <none>
Image pull secrets:   <none>
Mountable secrets:    <none>
Tokens:               sa-example-token
Events:               <none>

在Pod中使用ServiceAccount

Pod中使用ServiceAccount非常方便，只需要指定ServiceAccount的名称即可。下面以“nginx:latest”为例，演示具体步骤。

  1. 创建一个名为sa-pod.yaml的描述文件。其中，mysql.yaml为自定义名称，您可以随意命名。

    vim sa-pod.yaml

    为了确保Pod能够使用手动创建的Secret中的Token，您需要明确地将该Secret挂载到容器中，挂载方式请参见描述文件中的加粗代码。

    文件内容如下：

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sa-pod
spec:
  serviceAccountName: sa-example                  #  指定sa-example为Pod使用的服务账户
  imagePullSecrets:
  - name: default-secret
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: container-0
    resources:
      limits:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 200Mi
    volumeMounts:                             #  将名为secret-volume的存储卷挂载到Pod
    - name: secret-volume
      readOnly: true                          #  表示挂载的存储卷是只读的
      mountPath: "/etc/secret-volume"         #  指定存储卷在容器内部的挂载路径，可以自定义
  volumes:                                    #  定义Pod可以使用的Secret存储卷
  - name: secret-volume                       #  指定Secret存储卷的名称，可以自定义
    secret:                                   #  指定这个存储卷的类型为Secret
      secretName: sa-example-token            #  将之前建立的sa-example-token挂载到定义的存储卷

  2. 创建并查看这个Pod，可以看到Pod挂载了sa-example-token，即Pod可以使用这个Token来做认证。

    kubectl create -f sa-pod.yaml

    回显内容如下：

    pod/sa-pod created

    使用以下代码，检验Pod是否创建成功。

    kubectl get pod

    回显内容如下，若sa-pod的状态为Running，则说明Pod创建成功

    NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE
sa-pod               1/1     running             0          5s

  3. 查看sa-pod的具体信息，可以检验sa-example-token是否挂载成功。

    kubectl describe pod sa-pod

    回显内容如下：

    ...
Containers:
  container-0:
    Container ID:   
    Image:          nginx:latest
    Image ID:       
    Port:           <none>
    Host Port:      <none>
    State:          Waiting
      Reason:       ImagePullBackOff
    Ready:          False
    Restart Count:  0
    Limits:
      cpu:     100m
      memory:  200Mi
    Requests:
      cpu:        100m
      memory:     200Mi
    Environment:  <none>
    Mounts:
       #  表示Pod已挂载sa-example-token，即Pod可以使用这个Token来做认证 
      /etc/secret-volume from secret-volume (ro)                                 
       #  自动挂载的TokenRequest，可以提供短期的Token
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-2s4sw (ro)  
...

    进入Pod内部，还可以看到对应的文件，具体命令如下。其中，cd后的路径与secret-volume的挂载路径一致。

    kubectl exec -it sa-pod -- /bin/sh

    cd /etc/secret-volume

    ls

    回显内容如下：

    ca.crt     namespace  token

  4. 验证手动创建的ServiceAccount Token能否生效。

    1. 在Kubernetes集群中，默认为API Server创建了一个名为kubernetes的Service，通过这个Service可以访问集群内的Pod资源。ctrl+d退出Pod后，使用以下命令可以查看该服务的具体信息。

      kubectl get svc

      回显内容如下：

      NAME           TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes     ClusterIP   10.247.0.1       <none>        443/TCP          34
    2. 进入Pod，并检查Pod是否能够在不使用Token的情况下通过API Server访问集群内的Pod资源。

      kubectl exec -it sa-pod -- /bin/sh

      curl https://10.247.0.1:443/api/v1/namespaces/default/pods

      回显结果如下，说明Pod不能直接通过API Server访问集群内的Pod资源。

      curl: (60) SSL certificate problem: unable to get local issuer certificate
More details here: https://curl.se/docs/sslcerts.html

curl failed to verify the legitimacy of the server and therefore could not
establish a secure connection to it. To learn more about this situation and
how to fix it, please visit the web page mentioned above.
    3. 设置ca.crt的环境变量。将ca.crt的路径设置到CURL_CA_BUNDLE环境变量中，这将指示curl命令使用该证书文件作为信任锚点。

      export CURL_CA_BUNDLE = /etc/secret-volume/ca.crt

    4. 将Token的内容放到TOKEN中。

      TOKEN=$(cat /etc/secret-volume/token)

      检验TOKEN是否设置成功。

      echo $TOKEN

      若回显内容如下，则设置成功。

      eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6I...
    5. 利用TOKEN访问API Server。

      curl -H "Authorization: Bearer $TOKEN" https://10.247.0.1:443/api/v1/namespaces/default/pods

      回显结果如下，则说明Pod能够通过认证，即手动创建的ServiceAccount Token能够生效。若API Server返回的是cannot get path \"/api/v1/namespaces/default/pods\""，则说明没有权限访问，需要得到授权才能访问，授权机制请参见RBAC。

      "kind": "PodList",
  "apiVersion": "v1",
  "metadata": {
    "resourceVersion": "13267712"
  },
  "items": [
    {
      "metadata": {
        "name": "hpa-example-77b9b446f6-nc7b6",
...

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