【Kubernetes】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）

✨ 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。

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。

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-service
    cluster:
      # 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-server
    user:
      client-certificate: /path/to/cert.pem # cert for the webhook plugin to use
      client-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-service
    user: name-of-api-server
  name: 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"
  }
}