--- layout: LearningLayout description: Kubernete教程_Kubernetes组件_PKI 证书和要求 meta: - name: keywords content: Kubernetes 教程,Kubernetes 组件,PKI 证书和要求 --- # Kubernetes PKI 证书和要求 > 以下内容翻译自自 [PKI certificates and requirements](https://kubernetes.io/docs/setup/best-practices/certificates/)。 Kubernetes 需要 PKI 证书才能进行基于 TLS 的身份验证。当您使用 [kubeadm](/install/install-k8s.html) 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](https://kubernetes.io/docs/tasks/extend-kubernetes/configure-aggregation-layer/) 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](/learning/k8s-advanced/extend/aggregation.html) 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](/learning/k8s-advanced/extend/aggregation.html) | 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 | ``, ``, `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 | ``, ``, ``, `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](https://godoc.org/k8s.io/api/certificates/v1beta1#KeyUsage): | 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](https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/) 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:`` (参阅注释) | system:nodes | | controller-manager.conf | default-controller-manager | system:kube-controller-manager | | | scheduler.conf | default-scheduler | system:kube-scheduler | | ::: tip 注释 `kubelet.conf` 中 `` 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](https://kubernetes.io/docs/reference/access-authn-authz/node/)。 ::: 1. 对于每个配置,请使用指定的 CN 和 O 生成 x509 证书/密钥对。 2. 为每个配置运行下面的 `kubectl` 命令: ```shell KUBECONFIG= kubectl config set-cluster default-cluster --server=https://:6443 --certificate-authority --embed-certs KUBECONFIG= kubectl config set-credentials --client-key .pem --client-certificate .pem --embed-certs KUBECONFIG= kubectl config set-context default-system --cluster default-cluster --user KUBECONFIG= kubectl config use-context default-system ``` 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 |