使用 RBAC 鉴权

基于角色(Role)的访问控制(RBAC)是一种基于组织中用户的角色来调节控制对 计算机或网络资源的访问的方法。

RBAC 鉴权机制使用 rbac.authorization.k8s.io API 组 来驱动鉴权决定,允许你通过 Kubernetes API 动态配置策略。

要启用 RBAC,在启动 API 服务器 时将 --authorization-mode 参数设置为一个逗号分隔的列表并确保其中包含 RBAC

kube-apiserver --authorization-mode=Example,RBAC --<其他选项> --<其他选项>

API 对象

RBAC API 声明了四种 Kubernetes 对象:RoleClusterRoleRoleBindingClusterRoleBinding。你可以像使用其他 Kubernetes 对象一样, 通过类似 kubectl 这类工具 描述对象, 或修补对象。

Role 和 ClusterRole

RBAC 的 RoleClusterRole 中包含一组代表相关权限的规则。 这些权限是纯粹累加的(不存在拒绝某操作的规则)。

Role 总是用来在某个名字空间 内设置访问权限;在你创建 Role 时,你必须指定该 Role 所属的名字空间。

与之相对,ClusterRole 则是一个集群作用域的资源。这两种资源的名字不同(Role 和 ClusterRole)是因为 Kubernetes 对象要么是名字空间作用域的,要么是集群作用域的, 不可两者兼具。

ClusterRole 有若干用法。你可以用它来:

  1. 定义对某名字空间域对象的访问权限,并将在各个名字空间内完成授权;
  2. 为名字空间作用域的对象设置访问权限,并跨所有名字空间执行授权;
  3. 为集群作用域的资源定义访问权限。

如果你希望在名字空间内定义角色,应该使用 Role; 如果你希望定义集群范围的角色,应该使用 ClusterRole。

Role 示例

下面是一个位于 "default" 名字空间的 Role 的示例,可用来授予对 pods 的读访问权限:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""] # "" 标明 core API 组
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

ClusterRole 示例

ClusterRole 可以和 Role 相同完成授权。 因为 ClusterRole 属于集群范围,所以它也可以为以下资源授予访问权限:

  • 集群范围资源(比如 节点(Node)

  • 非资源端点(比如 /healthz

  • 跨名字空间访问的名字空间作用域的资源(如 Pods)

    比如,你可以使用 ClusterRole 来允许某特定用户执行 kubectl get pods --all-namespaces

下面是一个 ClusterRole 的示例,可用来为任一特定名字空间中的 Secret 授予读访问权限, 或者跨名字空间的访问权限(取决于该角色是如何绑定的):

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  # "namespace" 被忽略,因为 ClusterRoles 不受名字空间限制
  name: secret-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 Secret 资源的名称为 "secrets"
  resources: ["secrets"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]

Role 或 ClusterRole 对象的名称必须是合法的 路径区段名称

RoleBinding 和 ClusterRoleBinding

角色绑定(Role Binding)是将角色中定义的权限赋予一个或者一组用户。 它包含若干 主体(用户、组或服务账户)的列表和对这些主体所获得的角色的引用。 RoleBinding 在指定的名字空间中执行授权,而 ClusterRoleBinding 在集群范围执行授权。

一个 RoleBinding 可以引用同一的名字空间中的任何 Role。 或者,一个 RoleBinding 可以引用某 ClusterRole 并将该 ClusterRole 绑定到 RoleBinding 所在的名字空间。 如果你希望将某 ClusterRole 绑定到集群中所有名字空间,你要使用 ClusterRoleBinding。

RoleBinding 或 ClusterRoleBinding 对象的名称必须是合法的 路径区段名称

RoleBinding 示例

下面的例子中的 RoleBinding 将 "pod-reader" Role 授予在 "default" 名字空间中的用户 "jane"。 这样,用户 "jane" 就具有了读取 "default" 名字空间中 pods 的权限。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
# 此角色绑定允许 "jane" 读取 "default" 名字空间中的 Pods
# 你需要在该命名空间中有一个名为 “pod-reader” 的 Role
kind: RoleBinding
metadata:
  name: read-pods
  namespace: default
subjects:
# 你可以指定不止一个“subject(主体)”
- kind: User
  name: jane # "name" 是区分大小写的
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  # "roleRef" 指定与某 Role 或 ClusterRole 的绑定关系
  kind: Role # 此字段必须是 Role 或 ClusterRole
  name: pod-reader # 此字段必须与你要绑定的 Role 或 ClusterRole 的名称匹配
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

RoleBinding 也可以引用 ClusterRole,以将对应 ClusterRole 中定义的访问权限授予 RoleBinding 所在名字空间的资源。这种引用使得你可以跨整个集群定义一组通用的角色, 之后在多个名字空间中复用。

例如,尽管下面的 RoleBinding 引用的是一个 ClusterRole,"dave"(这里的主体, 区分大小写)只能访问 "development" 名字空间中的 Secrets 对象,因为 RoleBinding 所在的名字空间(由其 metadata 决定)是 "development"。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
# 此角色绑定使得用户 "dave" 能够读取 "development" 名字空间中的 Secrets
# 你需要一个名为 "secret-reader" 的 ClusterRole
kind: RoleBinding
metadata:
  name: read-secrets
  # RoleBinding 的名字空间决定了访问权限的授予范围。
  # 这里隐含授权仅在 "development" 名字空间内的访问权限。
  namespace: development
subjects:
- kind: User
  name: dave # 'name' 是区分大小写的
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: secret-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

ClusterRoleBinding 示例

要跨整个集群完成访问权限的授予,你可以使用一个 ClusterRoleBinding。 下面的 ClusterRoleBinding 允许 "manager" 组内的所有用户访问任何名字空间中的 Secrets。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
# 此集群角色绑定允许 “manager” 组中的任何人访问任何名字空间中的 secrets
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: read-secrets-global
subjects:
- kind: Group
  name: manager # 'name' 是区分大小写的
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: secret-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

创建了绑定之后,你不能再修改绑定对象所引用的 Role 或 ClusterRole。 试图改变绑定对象的 roleRef 将导致合法性检查错误。 如果你想要改变现有绑定对象中 roleRef 字段的内容,必须删除重新创建绑定对象。

这种限制有两个主要原因:

  1. roleRef 设置为不可以改变,这使得可以为用户授予对现有绑定对象的 update 权限, 这样可以让他们管理主体列表,同时不能更改被授予这些主体的角色。
  1. 针对不同角色的绑定是完全不一样的绑定。要求通过删除/重建绑定来更改 roleRef, 这样可以确保要赋予绑定的所有主体会被授予新的角色(而不是在允许或者不小心修改 了 roleRef 的情况下导致所有现有主体未经验证即被授予新角色对应的权限)。

命令 kubectl auth reconcile 可以创建或者更新包含 RBAC 对象的清单文件, 并且在必要的情况下删除和重新创建绑定对象,以改变所引用的角色。 更多相关信息请参照命令用法和示例

对资源的引用

在 Kubernetes API 中,大多数资源都是使用对象名称的字符串表示来呈现与访问的。 例如,对于 Pod 应使用 "pods"。 RBAC 使用对应 API 端点的 URL 中呈现的名字来引用资源。 有一些 Kubernetes API 涉及 子资源(subresource),例如 Pod 的日志。 对 Pod 日志的请求看起来像这样:

GET /api/v1/namespaces/{namespace}/pods/{name}/log

在这里,pods 对应名字空间作用域的 Pod 资源,而 logpods 的子资源。 在 RBAC 角色表达子资源时,使用斜线(/)来分隔资源和子资源。 要允许某主体读取 pods 同时访问这些 Pod 的 log 子资源,你可以这么写:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-and-pod-logs-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods", "pods/log"]
  verbs: ["get", "list"]

对于某些请求,也可以通过 resourceNames 列表按名称引用资源。 在指定时,可以将请求限定为资源的单个实例。 下面的例子中限制可以 "get" 和 "update" 一个名为 my-configmapConfigMap

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: configmap-updater
rules:
- apiGroups: [""]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 ConfigMap 资源的名称为 "configmaps"
  resources: ["configmaps"]
  resourceNames: ["my-configmap"]
  verbs: ["update", "get"]

聚合的 ClusterRole

你可以将若干 ClusterRole 聚合(Aggregate) 起来,形成一个复合的 ClusterRole。 某个控制器作为集群控制面的一部分会监视带有 aggregationRule 的 ClusterRole 对象集合。aggregationRule 为控制器定义一个标签 选择算符供后者匹配 应该组合到当前 ClusterRole 的 roles 字段中的 ClusterRole 对象。

下面是一个聚合 ClusterRole 的示例:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: monitoring
aggregationRule:
  clusterRoleSelectors:
  - matchLabels:
      rbac.example.com/aggregate-to-monitoring: "true"
rules: [] # 控制面自动填充这里的规则

如果你创建一个与某个已存在的聚合 ClusterRole 的标签选择算符匹配的 ClusterRole, 这一变化会触发新的规则被添加到聚合 ClusterRole 的操作。 下面的例子中,通过创建一个标签同样为 rbac.example.com/aggregate-to-monitoring: true 的 ClusterRole,新的规则可被添加到 "monitoring" ClusterRole 中。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: monitoring-endpoints
  labels:
    rbac.example.com/aggregate-to-monitoring: "true"
# 当你创建 "monitoring-endpoints" ClusterRole 时,
# 下面的规则会被添加到 "monitoring" ClusterRole 中
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["services", "endpoints", "pods"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

默认的面向用户的角色使用 ClusterRole 聚合。 这使得作为集群管理员的你可以为扩展默认规则,包括为定制资源设置规则, 比如通过 CustomResourceDefinitions 或聚合 API 服务器提供的定制资源。

例如,下面的 ClusterRoles 让默认角色 "admin" 和 "edit" 拥有管理自定义资源 "CronTabs" 的权限, "view" 角色对 CronTab 资源拥有读操作权限。 你可以假定 CronTab 对象在 API 服务器所看到的 URL 中被命名为 "crontabs"

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: aggregate-cron-tabs-edit
  labels:
    # 添加以下权限到默认角色 "admin" 和 "edit" 中
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-admin: "true"
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-edit: "true"
rules:
- apiGroups: ["stable.example.com"]
  resources: ["crontabs"]
  verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: aggregate-cron-tabs-view
  labels:
    # 添加以下权限到 "view" 默认角色中
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-view: "true"
rules:
- apiGroups: ["stable.example.com"]
  resources: ["crontabs"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

Role 示例

以下示例均为从 Role 或 ClusterRole 对象中截取出来,我们仅展示其 rules 部分。

允许读取在核心 API 组下的 "Pods"

rules:
- apiGroups: [""]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 Pod 资源的名称为 "pods"
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

允许在 "apps" API 组中读/写 Deployment(在 HTTP 层面,对应 URL 中资源部分为 "deployments"):

rules:
- apiGroups: ["apps"]
  #
  # 在 HTTP 层面,用来访问 Deployment 资源的名称为 "deployments"
  resources: ["deployments"]
  verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]

允许读取核心 API 组中的 Pod 和读/写 "batch" API 组中的 Job 资源:

rules:
- apiGroups: [""]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 Pod 资源的名称为 "pods"
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: ["batch"]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 Job 资源的名称为 "jobs"
  resources: ["jobs"]
  verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]

允许读取名称为 "my-config" 的 ConfigMap(需要通过 RoleBinding 绑定以 限制为某名字空间中特定的 ConfigMap):

rules:
- apiGroups: [""]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 ConfigMap 资源的名称为 "configmaps"
  resources: ["configmaps"]
  resourceNames: ["my-config"]
  verbs: ["get"]

允许读取在核心组中的 "nodes" 资源(因为 Node 是集群作用域的,所以需要 ClusterRole 绑定到 ClusterRoleBinding 才生效):

rules:
- apiGroups: [""]
  # 在 HTTP 层面,用来访问 Node 资源的名称为 "nodes"
  resources: ["nodes"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

允许针对非资源端点 /healthz 和其子路径上发起 GET 和 POST 请求 (必须在 ClusterRole 绑定 ClusterRoleBinding 才生效):

rules:
- nonResourceURLs: ["/healthz", "/healthz/*"] # nonResourceURL 中的 '*' 是一个全局通配符
  verbs: ["get", "post"]

对主体的引用

RoleBinding 或者 ClusterRoleBinding 可绑定角色到某 主体(Subject) 上。 主体可以是组,用户或者 服务账户

Kubernetes 用字符串来表示用户名。 用户名可以是普通的用户名,像 "alice";或者是邮件风格的名称,如 "bob@example.com", 或者是以字符串形式表达的数字 ID。 你作为 Kubernetes 管理员负责配置 身份认证模块 以便后者能够生成你所期望的格式的用户名。

在 Kubernetes 中,鉴权模块提供用户组信息。 与用户名一样,用户组名也用字符串来表示,而且对该字符串没有格式要求, 只是不能使用保留的前缀 system:

服务账户 的用户名前缀为 system:serviceaccount:,属于前缀为 system:serviceaccounts: 的用户组。

RoleBinding 示例

下面示例是 RoleBinding 中的片段,仅展示其 subjects 的部分。

对于名称为 alice@example.com 的用户:

subjects:
- kind: User
  name: "alice@example.com"
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

对于名称为 frontend-admins 的用户组:

subjects:
- kind: Group
  name: "frontend-admins"
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

对于 kube-system 名字空间中的默认服务账户:

subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: default
  namespace: kube-system

对于 "qa" 名称空间中的所有服务账户:

subjects:
- kind: Group
  name: system:serviceaccounts:qa
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

对于在任何名字空间中的服务账户:

subjects:
- kind: Group
  name: system:serviceaccounts
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

对于所有已经过认证的用户:

subjects:
- kind: Group
  name: system:authenticated
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

对于所有未通过认证的用户:

subjects:
- kind: Group
  name: system:unauthenticated
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

对于所有用户:

subjects:
- kind: Group
  name: system:authenticated
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
- kind: Group
  name: system:unauthenticated
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

默认 Roles 和 Role Bindings

API 服务器创建一组默认的 ClusterRole 和 ClusterRoleBinding 对象。 这其中许多是以 system: 为前缀的,用以标识对应资源是直接由集群控制面管理的。 所有的默认 ClusterRole 和 ClusterRoleBinding 都有 kubernetes.io/bootstrapping=rbac-defaults 标签。

自动协商

在每次启动时,API 服务器都会更新默认 ClusterRole 以添加缺失的各种权限,并更新 默认的 ClusterRoleBinding 以增加缺失的各类主体。 这种自动协商机制允许集群去修复一些不小心发生的修改,并且有助于保证角色和角色绑定 在新的发行版本中有权限或主体变更时仍然保持最新。

如果要禁止此功能,请将默认 ClusterRole 以及 ClusterRoleBinding 的 rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate 注解设置成 false。 注意,缺少默认权限和角色绑定主体可能会导致集群无法正常工作。

如果基于 RBAC 的鉴权机制被启用,则自动协商功能默认是被启用的。

API 发现角色

无论是经过身份验证的还是未经过身份验证的用户,默认的角色绑定都授权他们读取被认为 是可安全地公开访问的 API(包括 CustomResourceDefinitions)。 如果要禁用匿名的未经过身份验证的用户访问,请在 API 服务器配置中中添加 --anonymous-auth=false 的配置选项。

通过运行命令 kubectl 可以查看这些角色的配置信息:

kubectl get clusterroles system:discovery -o yaml
Kubernetes RBAC API 发现角色
默认 ClusterRole默认 ClusterRoleBinding描述
system:basic-usersystem:authenticated允许用户以只读的方式去访问他们自己的基本信息。在 v1.14 版本之前,这个角色在默认情况下也绑定在 system:unauthenticated 上。
system:discoverysystem:authenticated允许以只读方式访问 API 发现端点,这些端点用来发现和协商 API 级别。 在 v1.14 版本之前,这个角色在默认情况下绑定在 system:unauthenticated 上。
system:public-info-viewersystem:authenticatedsystem:unauthenticated允许对集群的非敏感信息进行只读访问,它是在 v1.14 版本中引入的。

面向用户的角色

一些默认的 ClusterRole 不是以前缀 system: 开头的。这些是面向用户的角色。 它们包括超级用户(Super-User)角色(cluster-admin)、 使用 ClusterRoleBinding 在集群范围内完成授权的角色(cluster-status)、 以及使用 RoleBinding 在特定名字空间中授予的角色(admineditview)。

面向用户的 ClusterRole 使用 ClusterRole 聚合以允许管理员在 这些 ClusterRole 上添加用于定制资源的规则。如果想要添加规则到 adminedit 或者 view, 可以创建带有以下一个或多个标签的 ClusterRole:

metadata:
  labels:
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-admin: "true"
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-edit: "true"
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-view: "true"
默认 ClusterRole默认 ClusterRoleBinding描述
cluster-adminsystem:masters允许超级用户在平台上的任何资源上执行所有操作。 当在 ClusterRoleBinding 中使用时,可以授权对集群中以及所有名字空间中的全部资源进行完全控制。 当在 RoleBinding 中使用时,可以授权控制角色绑定所在名字空间中的所有资源,包括名字空间本身。
admin允许管理员访问权限,旨在使用 RoleBinding 在名字空间内执行授权。

如果在 RoleBinding 中使用,则可授予对名字空间中的大多数资源的读/写权限, 包括创建角色和角色绑定的能力。 此角色不允许对资源配额或者名字空间本身进行写操作。 此角色也不允许对 Kubernetes v1.22+ 创建的 Endpoints 进行写操作。 更多信息参阅 “Endpoints 写权限”小节

edit允许对名字空间的大多数对象进行读/写操作。

它不允许查看或者修改角色或者角色绑定。 不过,此角色可以访问 Secret,以名字空间中任何 ServiceAccount 的身份运行 Pods, 所以可以用来了解名字空间内所有服务账户的 API 访问级别。 此角色也不允许对 Kubernetes v1.22+ 创建的 Endpoints 进行写操作。 更多信息参阅 “Endpoints 写操作”小节

view允许对名字空间的大多数对象有只读权限。 它不允许查看角色或角色绑定。

此角色不允许查看 Secrets,因为读取 Secret 的内容意味着可以访问名字空间中 ServiceAccount 的凭据信息,进而允许利用名字空间中任何 ServiceAccount 的 身份访问 API(这是一种特权提升)。

核心组件角色

默认 ClusterRole默认 ClusterRoleBinding描述
system:kube-schedulersystem:kube-scheduler 用户允许访问 scheduler 组件所需要的资源。
system:volume-schedulersystem:kube-scheduler 用户允许访问 kube-scheduler 组件所需要的卷资源。
system:kube-controller-managersystem:kube-controller-manager 用户允许访问控制器管理器 组件所需要的资源。 各个控制回路所需要的权限在控制器角色详述。
system:node允许访问 kubelet 所需要的资源,包括对所有 Secret 的读操作和对所有 Pod 状态对象的写操作。

你应该使用 Node 鉴权组件NodeRestriction 准入插件而不是 system:node 角色。同时基于 kubelet 上调度执行的 Pod 来授权 kubelet 对 API 的访问。

system:node 角色的意义仅是为了与从 v1.8 之前版本升级而来的集群兼容。

system:node-proxiersystem:kube-proxy 用户允许访问 kube-proxy 组件所需要的资源。

其他组件角色

默认 ClusterRole默认 ClusterRoleBinding描述
system:auth-delegator允许将身份认证和鉴权检查操作外包出去。 这种角色通常用在插件式 API 服务器上,以实现统一的身份认证和鉴权。
system:heapsterHeapster 组件(已弃用)定义的角色。
system:kube-aggregatorkube-aggregator 组件定义的角色。
system:kube-dnskube-system 名字空间中的 kube-dns 服务账户kube-dns 组件定义的角色。
system:kubelet-api-admin允许 kubelet API 的完全访问权限。
system:node-bootstrapper允许访问执行 kubelet TLS 启动引导 所需要的资源。
system:node-problem-detectornode-problem-detector 组件定义的角色。
system:persistent-volume-provisioner允许访问大部分 动态卷驱动 所需要的资源。
system:monitoringsystem:monitoring允许对控制平面监控端点的读取访问(例如:kube-apiserver 存活和就绪端点(/healthz/livez/readyz), 各个健康检查端点(/healthz/*/livez/*/readyz/*)和 /metrics)。 请注意,各个运行状况检查端点和度量标准端点可能会公开敏感信息。

内置控制器的角色

Kubernetes 控制器管理器 运行内建于 Kubernetes 控制面的控制器。 当使用 --use-service-account-credentials 参数启动时,kube-controller-manager 使用单独的服务账户来启动每个控制器。 每个内置控制器都有相应的、前缀为 system:controller: 的角色。 如果控制管理器启动时未设置 --use-service-account-credentials, 它使用自己的身份凭据来运行所有的控制器,该身份必须被授予所有相关的角色。 这些角色包括:

  • system:controller:attachdetach-controller
  • system:controller:certificate-controller
  • system:controller:clusterrole-aggregation-controller
  • system:controller:cronjob-controller
  • system:controller:daemon-set-controller
  • system:controller:deployment-controller
  • system:controller:disruption-controller
  • system:controller:endpoint-controller
  • system:controller:expand-controller
  • system:controller:generic-garbage-collector
  • system:controller:horizontal-pod-autoscaler
  • system:controller:job-controller
  • system:controller:namespace-controller
  • system:controller:node-controller
  • system:controller:persistent-volume-binder
  • system:controller:pod-garbage-collector
  • system:controller:pv-protection-controller
  • system:controller:pvc-protection-controller
  • system:controller:replicaset-controller
  • system:controller:replication-controller
  • system:controller:resourcequota-controller
  • system:controller:root-ca-cert-publisher
  • system:controller:route-controller
  • system:controller:service-account-controller
  • system:controller:service-controller
  • system:controller:statefulset-controller
  • system:controller:ttl-controller

初始化与预防权限提升

RBAC API 会阻止用户通过编辑角色或者角色绑定来提升权限。 由于这一点是在 API 级别实现的,所以在 RBAC 鉴权组件未启用的状态下依然可以正常工作。

对角色创建或更新的限制

只有在符合下列条件之一的情况下,你才能创建/更新角色:

  1. 你已经拥有角色中包含的所有权限,且其作用域与正被修改的对象作用域相同。 (对 ClusterRole 而言意味着集群范围,对 Role 而言意味着相同名字空间或者集群范围)。
  2. 你被显式授权在 rbac.authorization.k8s.io API 组中的 rolesclusterroles 资源 使用 escalate 动词。

例如,如果 user-1 没有列举集群范围所有 Secret 的权限,他将不能创建包含该权限的 ClusterRole。 若要允许用户创建/更新角色:

  1. 根据需要赋予他们一个角色,允许他们根据需要创建/更新 Role 或者 ClusterRole 对象。
  2. 授予他们在所创建/更新角色中包含特殊权限的权限:
    • 隐式地为他们授权(如果它们试图创建或者更改 Role 或 ClusterRole 的权限, 但自身没有被授予相应权限,API 请求将被禁止)。
    • 通过允许他们在 Role 或 ClusterRole 资源上执行 escalate 动作显式完成授权。 这里的 rolesclusterroles 资源包含在 rbac.authorization.k8s.io API 组中。

对角色绑定创建或更新的限制

只有你已经具有了所引用的角色中包含的全部权限时,或者你被授权在所引用的角色上执行 bind 动词时,你才可以创建或更新角色绑定。这里的权限与角色绑定的作用域相同。 例如,如果用户 user-1 没有列举集群范围所有 Secret 的能力,则他不可以创建 ClusterRoleBinding 引用授予该许可权限的角色。 如要允许用户创建或更新角色绑定:

  1. 赋予他们一个角色,使得他们能够根据需要创建或更新 RoleBinding 或 ClusterRoleBinding 对象。
  2. 授予他们绑定某特定角色所需要的许可权限:
    • 隐式授权下,可以将角色中包含的许可权限授予他们;
    • 显式授权下,可以授权他们在特定 Role (或 ClusterRole)上执行 bind 动词的权限。

例如,下面的 ClusterRole 和 RoleBinding 将允许用户 user-1 把名字空间 user-1-namespace 中的 admineditview 角色赋予其他用户:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: role-grantor
rules:
- apiGroups: ["rbac.authorization.k8s.io"]
  resources: ["rolebindings"]
  verbs: ["create"]
- apiGroups: ["rbac.authorization.k8s.io"]
  resources: ["clusterroles"]
  verbs: ["bind"]
  # 忽略 resourceNames 意味着允许绑定任何 ClusterRole
  resourceNames: ["admin","edit","view"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: role-grantor-binding
  namespace: user-1-namespace
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: role-grantor
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: User
  name: user-1

当启动引导第一个角色和角色绑定时,需要为初始用户授予他们尚未拥有的权限。 对初始角色和角色绑定进行初始化时需要:

  • 使用用户组为 system:masters 的凭据,该用户组由默认绑定关联到 cluster-admin 这个超级用户角色。
  • 如果你的 API 服务器启动时启用了不安全端口(使用 --insecure-port),你也可以通过 该端口调用 API,这样的操作会绕过身份验证或鉴权。

一些命令行工具

kubectl create role

创建 Role 对象,定义在某一名字空间中的权限。例如:

  • 创建名称为 “pod-reader” 的 Role 对象,允许用户对 Pods 执行 getwatchlist 操作:

    kubectl create role pod-reader --verb=get --verb=list --verb=watch --resource=pods
    
  • 创建名称为 “pod-reader” 的 Role 对象并指定 resourceNames

    kubectl create role pod-reader --verb=get --resource=pods --resource-name=readablepod --resource-name=anotherpod
    
  • 创建名为 “foo” 的 Role 对象并指定 apiGroups

    kubectl create role foo --verb=get,list,watch --resource=replicasets.apps
    
  • 创建名为 “foo” 的 Role 对象并指定子资源权限:

    kubectl create role foo --verb=get,list,watch --resource=pods,pods/status
    
  • 创建名为 “my-component-lease-holder” 的 Role 对象,使其具有对特定名称的 资源执行 get/update 的权限:

    kubectl create role my-component-lease-holder --verb=get,list,watch,update --resource=lease --resource-name=my-component
    

kubectl create clusterrole

创建 ClusterRole 对象。例如:

  • 创建名称为 “pod-reader” 的 ClusterRole 对象,允许用户对 Pods 对象执行 getwatchlist 操作:

    kubectl create clusterrole pod-reader --verb=get,list,watch --resource=pods
    
  • 创建名为 “pod-reader” 的 ClusterRole 对象并指定 resourceNames

    kubectl create clusterrole pod-reader --verb=get --resource=pods --resource-name=readablepod --resource-name=anotherpod
    
  • 创建名为 “foo” 的 ClusterRole 对象并指定 apiGroups

    kubectl create clusterrole foo --verb=get,list,watch --resource=replicasets.apps
    
  • 创建名为 “foo” 的 ClusterRole 对象并指定子资源:

    kubectl create clusterrole foo --verb=get,list,watch --resource=pods,pods/status
    
  • 创建名为 “foo” 的 ClusterRole 对象并指定 nonResourceURL

    kubectl create clusterrole "foo" --verb=get --non-resource-url=/logs/*
    
  • 创建名为 “monitoring” 的 ClusterRole 对象并指定 aggregationRule

    kubectl create clusterrole monitoring --aggregation-rule="rbac.example.com/aggregate-to-monitoring=true"
    

kubectl create rolebinding

在特定的名字空间中对 RoleClusterRole 授权。例如:

  • 在名字空间 “acme” 中,将名为 admin 的 ClusterRole 中的权限授予名称 “bob” 的用户:

    kubectl create rolebinding bob-admin-binding --clusterrole=admin --user=bob --namespace=acme
    
  • 在名字空间 “acme” 中,将名为 view 的 ClusterRole 中的权限授予名字空间 “acme” 中名为 myapp 的服务账户:

    kubectl create rolebinding myapp-view-binding --clusterrole=view --serviceaccount=acme:myapp --namespace=acme
    
  • 在名字空间 “acme” 中,将名为 view 的 ClusterRole 对象中的权限授予名字空间 “myappnamespace” 中名称为 myapp 的服务账户:

    kubectl create rolebinding myappnamespace-myapp-view-binding --clusterrole=view --serviceaccount=myappnamespace:myapp --namespace=acme
    

kubectl create clusterrolebinding

在整个集群(所有名字空间)中用 ClusterRole 授权。例如:

  • 在整个集群范围,将名为 cluster-admin 的 ClusterRole 中定义的权限授予名为 “root” 用户:

    kubectl create clusterrolebinding root-cluster-admin-binding --clusterrole=cluster-admin --user=root
    
  • 在整个集群范围内,将名为 system:node-proxier 的 ClusterRole 的权限授予名为 “system:kube-proxy” 的用户:

    kubectl create clusterrolebinding kube-proxy-binding --clusterrole=system:node-proxier --user=system:kube-proxy
    
  • 在整个集群范围内,将名为 view 的 ClusterRole 中定义的权限授予 “acme” 名字空间中 名为 “myapp” 的服务账户:

    kubectl create clusterrolebinding myapp-view-binding --clusterrole=view --serviceaccount=acme:myapp
    

kubectl auth reconcile

使用清单文件来创建或者更新 rbac.authorization.k8s.io/v1 API 对象。

尚不存在的对象会被创建,如果对应的名字空间也不存在,必要的话也会被创建。 已经存在的角色会被更新,使之包含输入对象中所给的权限。如果指定了 --remove-extra-permissions,可以删除额外的权限。

已经存在的绑定也会被更新,使之包含输入对象中所给的主体。如果指定了 --remove-extra-permissions,则可以删除多余的主体。

例如:

  • 测试应用 RBAC 对象的清单文件,显示将要进行的更改:

    kubectl auth reconcile -f my-rbac-rules.yaml --dry-run=client
    
  • 应用 RBAC 对象的清单文件,保留角色中的额外权限和绑定中的其他主体:

    kubectl auth reconcile -f my-rbac-rules.yaml
    
  • 应用 RBAC 对象的清单文件,删除角色中的额外权限和绑定中的其他主体:

    kubectl auth reconcile -f my-rbac-rules.yaml --remove-extra-subjects --remove-extra-permissions
    

服务账户权限

默认的 RBAC 策略为控制面组件、节点和控制器授予权限。 但是不会对 kube-system 名字空间之外的服务账户授予权限。 (除了授予所有已认证用户的发现权限)

这使得你可以根据需要向特定 ServiceAccount 授予特定权限。 细粒度的角色绑定可带来更好的安全性,但需要更多精力管理。 粗粒度的授权可能导致 ServiceAccount 被授予不必要的 API 访问权限(甚至导致潜在的权限提升), 但更易于管理。

按从最安全到最不安全的顺序,存在以下方法:

  1. 为特定应用的服务账户授予角色(最佳实践)

    这要求应用在其 Pod 规约中指定 serviceAccountName, 并额外创建服务账户(包括通过 API、应用程序清单、kubectl create serviceaccount 等)。

    例如,在名字空间 “my-namespace” 中授予服务账户 “my-sa” 只读权限:

    kubectl create rolebinding my-sa-view \
      --clusterrole=view \
      --serviceaccount=my-namespace:my-sa \
      --namespace=my-namespace
    
  1. 将角色授予某名字空间中的 “default” 服务账户

    如果某应用没有指定 serviceAccountName,那么它将使用 “default” 服务账户。

    例如,在名字空间 "my-namespace" 中授予服务账户 "default" 只读权限:

    kubectl create rolebinding default-view \
      --clusterrole=view \
      --serviceaccount=my-namespace:default \
      --namespace=my-namespace
    

    许多插件组件kube-system 名字空间以 “default” 服务账户运行。 要允许这些插件组件以超级用户权限运行,需要将集群的 cluster-admin 权限授予 kube-system 名字空间中的 “default” 服务账户。

    kubectl create clusterrolebinding add-on-cluster-admin \
      --clusterrole=cluster-admin \
      --serviceaccount=kube-system:default
    
  1. 将角色授予名字空间中所有服务账户

    如果你想要名字空间中所有应用都具有某角色,无论它们使用的什么服务账户, 可以将角色授予该名字空间的服务账户组。

    例如,在名字空间 “my-namespace” 中的只读权限授予该名字空间中的所有服务账户:

    kubectl create rolebinding serviceaccounts-view \
      --clusterrole=view \
      --group=system:serviceaccounts:my-namespace \
      --namespace=my-namespace
    
  1. 在集群范围内为所有服务账户授予一个受限角色(不鼓励)

    如果你不想管理每一个名字空间的权限,你可以向所有的服务账户授予集群范围的角色。

    例如,为集群范围的所有服务账户授予跨所有名字空间的只读权限:

    kubectl create clusterrolebinding serviceaccounts-view \
      --clusterrole=view \
      --group=system:serviceaccounts
    
  1. 授予超级用户访问权限给集群范围内的所有服务帐户(强烈不鼓励)

    如果你不在乎如何区分权限,你可以将超级用户访问权限授予所有服务账户。

    kubectl create clusterrolebinding serviceaccounts-cluster-admin \
      --clusterrole=cluster-admin \
      --group=system:serviceaccounts
    

Endpoints 写权限

在 Kubernetes v1.22 之前版本创建的集群里, “edit” 和 “admin” 聚合角色包含对 Endpoints 的写权限。 作为 CVE-2021-25740 的缓解措施, 此访问权限不包含在 Kubernetes 1.22 以及更高版本集群的聚合角色里。

升级到 Kubernetes v1.22 版本的现有集群不会包括此变化。 CVE 公告包含了在现有集群里限制此访问权限的指引。

如果你希望在新集群的聚合角色里保留此访问权限,你可以创建下面的 ClusterRole:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/description: |-
      Add endpoints write permissions to the edit and admin roles. This was
      removed by default in 1.22 because of CVE-2021-25740. See
      https://issue.k8s.io/103675. This can allow writers to direct LoadBalancer
      or Ingress implementations to expose backend IPs that would not otherwise
      be accessible, and can circumvent network policies or security controls
      intended to prevent/isolate access to those backends.      
  labels:
    rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-edit: "true"
  name: custom:aggregate-to-edit:endpoints # you can change this if you wish
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]
    verbs: ["create", "delete", "deletecollection", "patch", "update"]

从 ABAC 升级

原来运行较老版本 Kubernetes 的集群通常会使用限制宽松的 ABAC 策略, 包括授予所有服务帐户全权访问 API 的能力。

默认的 RBAC 策略为控制面组件、节点和控制器等授予有限的权限,但不会为 kube-system 名字空间外的服务账户授权 (除了授予所有认证用户的发现权限之外)。

这样做虽然安全得多,但可能会干扰期望自动获得 API 权限的现有工作负载。 这里有两种方法来完成这种转换:

并行鉴权

同时运行 RBAC 和 ABAC 鉴权模式,并指定包含 现有的 ABAC 策略 的策略文件:

--authorization-mode=...,RBAC,ABAC --authorization-policy-file=mypolicy.json

关于命令行中的第一个选项:如果早期的鉴权组件,例如 Node,拒绝了某个请求,则 RBAC 鉴权组件尝试对该 API 请求鉴权。如果 RBAC 也拒绝了该 API 请求,则运行 ABAC 鉴权组件。这意味着被 RBAC 或 ABAC 策略所允许的任何请求都是被允许的请求。

如果 kube-apiserver 启动时,RBAC 组件的日志级别为 5 或更高(--vmodule=rbac*=5--v=5), 你可以在 API 服务器的日志中看到 RBAC 拒绝的细节(前缀 RBAC) 你可以使用这些信息来确定需要将哪些角色授予哪些用户、组或服务帐户。

一旦你将角色授予服务账户且工作负载运行时, 服务器日志中没有出现 RBAC 拒绝消息,就可以删除 ABAC 鉴权器。

宽松的 RBAC 权限

你可以使用 RBAC 角色绑定复制宽松的 ABAC 策略。

在你完成到 RBAC 的迁移后,应该调整集群的访问控制,确保相关的策略满足你的信息安全需求。

最后修改 June 10, 2022 at 8:25 PM PST: Switch language name 'zh' to 'zh-cn' (c52818c03d)