使用 CertificateSigningRequest 为 Kubernetes API 客户端颁发证书

Kubernetes 允许你使用公钥基础设施 (PKI) 对你的集群进行身份认证,这类似于对客户端进行身份认证。

为了能够对普通用户进行身份认证并调用 API,需要执行几个步骤。首先,此用户必须拥有由你的 Kubernetes 集群所信任的权威机构颁发的 X.509 证书。之后客户端必须向 Kubernetes API 提交该证书。

在这个过程中,你需要使用 CertificateSigningRequest,并且你或其他主体必须批准此请求。

你将创建私钥,然后获取颁发的证书,最后为客户端配置该私钥。

准备开始

  • 你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。 建议运行本教程的集群至少有两个节点,且这两个节点不能作为控制平面主机。 如果你还没有集群,你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群,或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一:

  • 你需要 kubectlopensslbase64 等工具。

此页面假设你使用的是 Kubernetes 基于角色的访问控制 (RBAC)。 如果你在鉴权方面有替代的或额外的安全机制,也需要将其考虑在内。

创建私钥

在这一步中,你将创建一个私钥。你将此文件作为秘密保管起来,因为任何拥有该私钥的人都可以伪装成对应的用户。

# 创建一个私钥
openssl genrsa -out myuser.key 3072

创建 X.509 证书签名请求

设置 CSR 的 CN 和 O 属性非常重要。CN 是用户的名称,O 是此用户所属的群组。 你可以参阅 RBAC 了解标准的群组。

# 将通用名称 "myuser" 更改为你要使用的实际用户名
openssl req -new -key myuser.key -out myuser.csr -subj "/CN=myuser"

创建 Kubernetes CertificateSigningRequest

使用以下命令对 CSR 文档进行编码:

cat myuser.csr | base64 | tr -d "\n"

创建 CertificateSigningRequest 并通过 kubectl 将其提交到 Kubernetes 集群。以下是你可以用于生成 CertificateSigningRequest 的 Shell 片段。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: certificates.k8s.io/v1
kind: CertificateSigningRequest
metadata:
  name: myuser # 示例
spec:
  # 这是已编码的 CSR。将此更改为 myuser.csr 的经 base64 编码的内容
  request: 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
  signerName: kubernetes.io/kube-apiserver-client
  expirationSeconds: 86400  # 一天
  usages:
  - client auth
EOF

一些注意点:

  • usages 必须是 client auth
  • expirationSeconds 可以设置得更长(例如 864000 表示十天)或更短(例如 3600 表示一小时)。 你所请求的时长不能短于 10 分钟。
  • request 值是 CSR 文件内容的 base64 编码值。

批准 CertificateSigningRequest

使用 kubectl 找到你创建的 CSR,并手动批准它。

获取 CSR 列表:

kubectl get csr

批准 CSR:

kubectl certificate approve myuser

获取证书

从 CSR 中检索证书,以检查其是否正常。

kubectl get csr/myuser -o yaml

证书值以 Base64 编码格式显示在 .status.certificate 下。

从 CertificateSigningRequest 导出已颁发的证书。

kubectl get csr myuser -o jsonpath='{.status.certificate}'| base64 -d > myuser.crt

将证书配置到 kubeconfig 中

下一步是将此用户添加到 kubeconfig 文件中。

首先,你需要添加新的凭证:

kubectl config set-credentials myuser --client-key=myuser.key --client-certificate=myuser.crt --embed-certs=true

然后,你需要添加上下文:

kubectl config set-context myuser --cluster=kubernetes --user=myuser

对其执行测试:

kubectl --context myuser auth whoami

你应该看到确认你是 “myuser” 的输出。

创建 Role 和 RoleBinding

创建证书之后,就可以为此用户定义 Role 和 RoleBinding,以访问 Kubernetes 集群资源。

这是为新用户创建 Role 的示例命令:

kubectl create role developer --verb=create --verb=get --verb=list --verb=update --verb=delete --resource=pods

这是为新用户创建 RoleBinding 的示例命令:

kubectl create rolebinding developer-binding-myuser --role=developer --user=myuser

接下来

最后修改 March 13, 2025 at 3:50 PM PST: [zh] Add tls/certificate-issue-client-csr.md (7ad6dc29c0)