K8S RBAC 鉴权

介绍

K8S（Kubernetes）的RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的访问控制）是一种权限控制机制，它允许管理员通过定义角色来限制用户对集群资源的访问权限。RBAC是Kubernetes中一个核心的授权策略，通过它，管理员可以实施精细化的权限管理，确保只有经过授权的用户或用户组才能执行特定的操作。

RBAC在Kubernetes中主要由四个关键组件构成：Role、ClusterRole、RoleBinding和ClusterRoleBinding。

• Role：用于定义对命名空间内资源的访问权限。Role只能用于授予对某个特定命名空间中资源的访问权限。
• ClusterRole：与Role类似，但用于定义对集群范围内资源的访问权限。ClusterRole可以授予对集群中所有命名空间的资源或非资源端点的访问权限。
• RoleBinding：用于将Role绑定到一个或多个用户、服务账户或用户组，从而控制这些实体对命名空间内资源的访问。
• ClusterRoleBinding：用于将ClusterRole绑定到一个或多个用户、服务账户或用户组，控制这些实体对集群范围内资源的访问。

使用RBAC时，管理员可以定义角色，并为这些角色分配适当的权限。然后，通过RoleBinding或ClusterRoleBinding将角色绑定到特定的用户或用户组。这样，用户只能执行其角色所允许的操作，而无法访问或修改未授权的资源。

Role 和 ClusterRole

Role 举例

下面是一个位于 “default” 名字空间的 Role 的示例，可用来授予对 Pod 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"]

字段解释

• apiVersion 指定了 Kubernetes API 的版本，这里是 rbac.authorization.k8s.io/v1，表示使用了 Kubernetes 的 RBAC API 版本
• kind 指定了 Kubernetes 资源的类型，这里是 Role，表示定义了一个角色。
• rules 指定了角色的权限规则。
• apiGroups 指定了 API 组，这里是 [“”]，表示核心 API 组。
• resources 指定了资源类型，这里是 [“pods”]，表示 Pods 资源。
• verbs 指定了允许的操作，这里是 [“get”, “watch”, “list”]，表示允许执行 get、watch 和 list 操作。

apiGroups 介绍

核心 API 组：

• pods: Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署对象，代表集群中的一个运行中的应用程序实例。
• services: Service 定义了一组Pod的逻辑集合以及访问这些Pod的策略，通常用于创建应用程序的网络端点。
• nodes: Node 是 Kubernetes 集群中的一个工作节点，可以是虚拟机或物理机器。
• namespaces: Namespace 是 Kubernetes 中用于多租户的虚拟集群的一种方式。它允许将 Kubernetes 集群划分为多个虚拟集群，以便在同一集群中运行多个团队或用户的应用程序。
• persistentvolumes: PersistentVolume（PV）是 Kubernetes 中的一种 API 对象，它抽象了存储系统，为用户提供了一种将存储挂载到 Pod 中的方式。
• persistentvolumeclaims: PersistentVolumeClaim（PVC）是 Kubernetes 中的一种 API 对象，它是 Pod 中对存储资源的一种请求。

describe 查看

[root@master01 yaml]# kubectl describe role pod-reader 
Name:         pod-reader
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
PolicyRule:
  Resources  Non-Resource URLs  Resource Names  Verbs
  ---------  -----------------  --------------  -----
  pods       []                 []              [get watch list]

apiGroups 组查看

kubectl api-resources --verbs list

列举几种用法

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，可以这样写：

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"]

也可以通过 resourceNames 列表按名称引用资源。 在指定限制为资源的单个实例。 下面的例子中限制可以 get 和 update 一个名为 my-configmap 的 ConfigMap：

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"]

使用通配符 * 批量引用所有的 resources、apiGroups 和 verbs 对象，无需逐一引用。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: example.com-superuser # 此角色仅作示范，请勿使用
rules:
- apiGroups: ["example.com"]
  resources: ["*"]
  verbs: ["*"]

Role 示例

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"]

ClusterRole 示例

Role 和 ClusterRole 的区别就是 Role 有命名空间的概念，ClusterRole 没有，剩下的参数都和 Role 是一样的。

下面是一个 ClusterRole 的示例：

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分段名称。

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（Subject）（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。 如果将某 ClusterRole 绑定到集群中所有名字空间，需要使用 ClusterRoleBinding。

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” 名字空间中所有 Pod 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 Pod
# 你需要在该名字空间中有一个名为 “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 # 常用 ServiceAccount
  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

解释 kind: User 可选的参数

• User: 表示一个具体的用户。
• ServiceAccount: 表示一个服务账户。
• Group: 表示一个用户组。

在 Kubernetes 中，使用 ServiceAccount 更为常见，因为它们是与命名空间相关的，并且通常用于为 Pod 提供身份验证和授权。而 User 对象则更适用于基于用户名和密码的身份认证。

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

serviceaccount 创建方法

kubectl create serviceaccount jane -n default

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 Secret。

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 Secret 资源
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：

• 将 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。
• 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。

kubectl auth reconcile 用法

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。

举例：
添加 “–dry-run=client” 输出需要修改的部分，不会真正的执行。

kubectl auth reconcile -f my-rbac-rules.yaml --dry-run=client

保留角色（roles）中的额外权限和绑定（bindings）中的其他主体：

kubectl auth reconcile -f my-rbac-rules.yaml

删除角色（roles）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

聚合 ClusterRole

配置默认 ClusterRole 规则

举例：

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"]

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: # 需要添加的标签
      rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-view: "true"  # 可以添加多组标签，添加那个 ClusterRole 的标签就会拥有谁的权限。
rules: [] # 控制面自动填充这里的规则

注意：
控制平面会覆盖你在聚合 ClusterRole 的 rules 字段中手动指定的所有值。 如果你想更改或添加规则，请在被 aggregationRule 所选中的 ClusterRole 对象上执行变更。

命令行工具创建 RBAC 权限

点击跳转

RBAC 常用权限列表

查看权限

• get：获取指定资源的信息
• list：获取资源列表的信息
• watch：监视资源的变化

创建权限：

• create：创建新资源
• apply：应用资源配置
• patch：部分更新资源
• replace：替换资源

更新权限：

• update：更新现有资源
• edit：编辑资源配置

删除权限：

• delete：删除资源
• evict：驱逐 Pod

执行权限：

• exec：在容器内执行命令
• portforward：端口转发
• attach：附加到容器上
• connect：与容器建立连接

权限操作：

• bind：绑定资源
• use：使用资源
• proxy：代理请求

其他操作：

• watch：监视资源变化
• finalize：完成资源的操作
• approve：批准资源的操作
• suspend：暂停资源的操作