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LearningLayout	Kubernete教程_Kubernetes组件_PKI 证书和要求	name content keywords 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。

Kubernetes 需要 PKI 证书才能进行基于 TLS 的身份验证。当您使用 kubeadm 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 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 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

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	<hostname>, <Host_IP>, 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	<hostname>, <Host_IP>, <advertise_IP>, 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：

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 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:<nodeName> （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 <nodeName> 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。 :::

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：

KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-cluster default-cluster --server=https://<host ip>:6443 --certificate-authority <path-to-kubernetes-ca> --embed-certs
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-credentials <credential-name> --client-key <path-to-key>.pem --client-certificate <path-to-cert>.pem --embed-certs
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-context default-system --cluster default-cluster --user <credential-name>
KUBECONFIG=<filename> 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