# Kubernetes PKI 证书和要求
以下内容翻译自自 PKI certificates and requirements (opens new window)。
Kubernetes 需要 PKI 证书才能进行基于 TLS 的身份验证。当您使用 kubeadm 安装的 Kubernetes 集群时，kubeadm 将自动生成集群所需的证书。 此外，您也可以使用自己手动生成的证书，这种情况下，您可以将私钥不存储在 API 服务器上，以便让私钥更加安全。此页面说明了 Kubernetes 集群所必需的证书。
# 集群是如何使用证书的
Kubernetes 需要以下 PKI 才能执行对应的操作：
- Kubelet 访问 Apiserver 的客户端证书，用来执行身份认证
- Apiserver 的服务端证书
- 集群管理员访问 apiserver 的客户端证书，当集群管理员使用 kubectl 访问 apiserver 时，用来执行身份认证
- Apiserver 访问 kubelet 的客户端证书，用于 Apiserver 向 kubelet 发起的会话
- Apiserver 访问 etcd 的客户度证书，用于 apiserver 访问 etcd 时的会话
- Kube-controller 访问 apiserver 的客户端证书（存储在对应的 kubeconfig 文件中），当 kube-controller 访问 apiserver 时，用作身份认证
- Kube-scheduler 访问 apiserver 的客户端证书（存储在对应的 kubeconfig 文件中），当 kube-scheduler 访问 apiserver 时，用作身份认证
- 前端代理 (opens new window) 的客户端及服务端证书
TIP
通常，只有第三方发行版才需要 扩展 API 服务器 时，才需要用到 front-proxy 证书，原生 kubernetes 集群并不需要 front-proxy 证书。
etcd 还需要通过双向 TLS 来对客户端和对其他对等节点进行身份验证。
# 证书的存放位置
如果你的 Kubernetes 集群是通过 kubeadm 安装的，则所有证书都存放在 /etc/kubernetes/pki 目录下。本文所有相关的路径都是基于该路径的相对路径。
# 手动配置证书
如果你不想通过 kubeadm 生成所需要的证书，你可以通过下面两种方式的任何一种来手动创建所需要的证书。
# 单根 CA
集群管理员创建一个单根 CA，并由该 root CA 可以创建多个中间 CA，并由 Kubernetes 进一步创建其他所需的证书。
需要的 CA 如下列表所示：
以下路径均相对于目录
/etc/kubernetes/pki
| 路径 | 默认 CN | 描述 |
|---|---|---|
| ca.crt,ca.key | kubernetes-ca | Kubernetes root CA |
| etcd/ca.crt,etcd/ca.key | etcd-ca | 与 etcd 相关的所有功能 |
| front-proxy-ca.crt,front-proxy-ca.key | kubernetes-front-proxy-ca | 用于 扩展 API 服务器 |
除了以上的 CA 之外，还需要提供用于服务账户管理的密钥对， sa.key 和 sa.pub。
# 所有的证书
如果你不想将 CA 的私钥拷贝至你的集群中，你也可以自己生成全部的证书。
所需的证书如下列表所示：
以下路径均相对于目录
/etc/kubernetes/pki
| 默认 CN | 父级 CA | O (位于 Subject 中) | 类型 | 主机 (SAN) |
|---|---|---|---|---|
| kube-etcd | etcd-ca | server, client | localhost, 127.0.0.1 | |
| kube-etcd-peer | etcd-ca | server, client | <hostname>, <Host_IP>, localhost, 127.0.0.1 | |
| kube-etcd-healthcheck-client | etcd-ca | client | ||
| kube-apiserver-etcd-client | etcd-ca | system:masters | client | |
| kube-apiserver | kubernetes-ca | server | <hostname>, <Host_IP>, <advertise_IP>, 其他 IP 或 DNS 名称 [1] | |
| kube-apiserver-kubelet-client | kubernetes-ca | system:masters | client | |
| front-proxy-client | kubernetes-front-proxy-ca | client |
[1]: 访问集群时，可能用到的其他 IP 或 DNS 名称
（例如，为 kube-apiserver 配置的负载均衡所使用的固定 IP 或 DNS 名，kubernetes、kubernetes.default、kubernetes.default.svc、kubernetes.default.svc.cluster、kubernetes.default.svc.cluster.local）。
其中，kind 对应一种或多种类型的 x509 密钥用途 (opens new window)：
| kind | 密钥用途 |
|---|---|
| server | 数字签名、密钥加密、服务端认证 |
| client | 数字签名、密钥加密、客户端认证 |
TIP
上面列出的 Hosts/SAN 是推荐的配置方式；如果需要特殊安装，则可以在所有服务器证书上添加其他 SAN。
TIP
如果使用 kubeadm 安装集群：
- 安装集群时可以仅将证书的公钥复制到集群，而将集群的私钥由管理员另外保管，这种仅提供公钥的方案被称为外部 CA。
- 如果对比以上列表与 kubeadm 生成的 PKI，将会发现，如果使用外部 etcd，则不会生成
kube-etcd、kube-etcd-peer和kube-etcd-healthcheck-client证书。
# 证书路径
下表罗列了证书存放的推荐路径（以便 kubeadm (opens new window) 使用），同时也罗列了通过什么参数可以自定义证书的存放路径。
| 默认 CN | 建议的密钥路径 | 建议的证书路径 | 命令 | 密钥参数 | 证书参数 |
|---|---|---|---|---|---|
| etcd-ca | etcd/ca.key | etcd/ca.crt | kube-apiserver | --etcd-cafile | |
| kube-apiserver-etcd-client | apiserver-etcd-client.key | apiserver-etcd-client.crt | kube-apiserver | --etcd-keyfile | --etcd-certfile |
| kubernetes-ca | ca.key | ca.crt | kube-apiserver | --client-ca-file | |
| kubernetes-ca | ca.key | ca.crt | kube-controller-manager | --cluster-signing-key-file | --client-ca-file, --root-ca-file, --cluster-signing-cert-file |
| kube-apiserver | apiserver.key | apiserver.crt | kube-apiserver | --tls-private-key-file | --tls-cert-file |
| kube-apiserver-kubelet-client | apiserver-kubelet-client.key | apiserver-kubelet-client.crt | kube-apiserver | --kubelet-client-key | --kubelet-client-certificate |
| front-proxy-ca | front-proxy-ca.key | front-proxy-ca.crt | kube-apiserver | --requestheader-client-ca-file | |
| front-proxy-ca | front-proxy-ca.key | front-proxy-ca.crt | kube-controller-manager | --requestheader-client-ca-file | |
| front-proxy-client | front-proxy-client.key | front-proxy-client.crt | kube-apiserver | --proxy-client-key-file | --proxy-client-cert-file |
| etcd-ca | etcd/ca.key | etcd/ca.crt | etcd | --trusted-ca-file, --peer-trusted-ca-file | |
| kube-etcd | etcd/server.key | etcd/server.crt | etcd | --key-file | --cert-file |
| kube-etcd-peer | etcd/peer.key | etcd/peer.crt | etcd | --peer-key-file | --peer-cert-file |
| etcd-ca | etcd/ca.crt | etcdctl | --cacert | ||
| kube-etcd-healthcheck-client | etcd/healthcheck-client.key | etcd/healthcheck-client.crt | etcdctl | --key | --cert |
下表罗列了 service account 的密钥对存放路径和自定义路径参数：
| 私钥路径 | 公钥路径 | 命令 | 参数 |
|---|---|---|---|
| sa.key | kube-controller-manager | --service-account-private-key-file | |
| sa.pub | kube-apiserver | --service-account-key-file |
# 为用户帐户配置证书
如下 ServiceAccount 必须手工配置：
| 文件名 | 凭据名称 | 默认 CN | O (位于 Subject 中) |
|---|---|---|---|
| admin.conf | default-admin | kubernetes-admin | system:masters |
| kubelet.conf | default-auth | system:node:<nodeName> （参阅注释） | system:nodes |
| controller-manager.conf | default-controller-manager | system:kube-controller-manager | |
| scheduler.conf | default-scheduler | system:kube-scheduler |
注释
kubelet.conf 中 <nodeName> 的值 必须 与 kubelet 向 apiserver 注册时提供的节点名称的值完全匹配。
有关更多详细信息，请阅读节点授权 (opens new window)。
对于每个配置，请使用指定的 CN 和 O 生成 x509 证书/密钥对。
为每个配置运行下面的
kubectl命令：
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-cluster default-cluster --server=https://<host ip>:6443 --certificate-authority <path-to-kubernetes-ca> --embed-certs
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-credentials <credential-name> --client-key <path-to-key>.pem --client-certificate <path-to-cert>.pem --embed-certs
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-context default-system --cluster default-cluster --user <credential-name>
KUBECONFIG=<filename> kubectl config use-context default-system
2
3
4
生成的文件用途如下：
| 文件名 | 命令 | 说明 |
|---|---|---|
| admin.conf | kubectl | 配置集群的管理员 |
| kubelet.conf | kubelet | 集群中的每个节点都需要一份 |
| controller-manager.conf | kube-controller-manager | 必需添加到 manifests/kube-controller-manager.yaml 清单中 |
| scheduler.conf | kube-scheduler | 必需添加到 manifests/kube-scheduler.yaml 清单中 |
微信群
赞赏
