实现细节
Kubernetes v1.10 [稳定]
kubeadm init
和 kubeadm join
共同提供了一个很好的用户体验,用于从头开始创建一个裸 Kubernetes 集群,这与最佳实践一致。但是,可能并不清楚 kubeadm 如何做到这一点。
本文档提供了关于幕后发生的事情的更多详细信息,旨在分享有关 Kubernetes 集群最佳实践的知识。
核心设计原则
kubeadm init
和 kubeadm join
设置的集群应该是
- 安全:它应该采用最新的最佳实践,例如
- 强制执行 RBAC
- 使用节点授权器
- 在控制平面组件之间使用安全通信
- 在 API 服务器和 kubelet 之间使用安全通信
- 锁定 kubelet API
- 锁定对系统组件(如 kube-proxy 和 CoreDNS)的 API 访问
- 锁定 Bootstrap Token 可以访问的内容
- 用户友好:用户不应该运行超过几个命令
kubeadm init
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
kubectl apply -f <network-of-choice.yaml>
kubeadm join --token <token> <endpoint>:<port>
- 可扩展:
- 它不应该偏袒任何特定的网络提供商。配置集群网络不在范围之内
- 它应该提供使用配置文件来自定义各种参数的可能性
常量和众所周知的价值观和路径
为了降低复杂性并简化在 kubeadm 之上构建的高级工具的开发,它使用一组有限的常数值来表示众所周知的路径和文件名。
Kubernetes 目录 /etc/kubernetes
是应用程序中的一个常量,因为它在大多数情况下是给定的路径,并且是最直观的 location;其他常量路径和文件名是
/etc/kubernetes/manifests
作为 kubelet 应该查找静态 Pod 清单的路径。静态 Pod 清单的名称是etcd.yaml
kube-apiserver.yaml
kube-controller-manager.yaml
kube-scheduler.yaml
/etc/kubernetes/
作为存储包含控制平面组件身份的 kubeconfig 文件的路径。kubeconfig 文件的名称是kubelet.conf
(在 TLS 引导期间为bootstrap-kubelet.conf
)controller-manager.conf
scheduler.conf
admin.conf
用于集群管理员和 kubeadm 本身super-admin.conf
用于可以绕过 RBAC 的集群超级管理员
证书和密钥文件的名称
ca.crt
、ca.key
用于 Kubernetes 证书颁发机构apiserver.crt
、apiserver.key
用于 API 服务器证书apiserver-kubelet-client.crt
、apiserver-kubelet-client.key
用于 API 服务器用于安全连接到 kubelet 的客户端证书sa.pub
、sa.key
用于控制器管理器在签署 ServiceAccount 时使用的密钥front-proxy-ca.crt
、front-proxy-ca.key
用于前端代理证书颁发机构front-proxy-client.crt
、front-proxy-client.key
用于前端代理客户端
kubeadm init 工作流内部设计
kubeadm init
包含一系列要执行的原子工作任务,如 kubeadm init
内部工作流 中所述。
通过 kubeadm init phase
命令,用户可以单独调用每个任务,最终提供一个可重用且可组合的 API/工具箱,可以由其他 Kubernetes 引导工具、任何 IT 自动化工具或高级用户用来创建自定义集群。
预检
Kubeadm 在开始初始化之前执行一组预检,目的是验证先决条件并避免常见的集群启动问题。用户可以使用 --ignore-preflight-errors
选项跳过特定的预检或所有预检。
- [警告] 如果要使用的 Kubernetes 版本(使用
--kubernetes-version
标志指定)比 kubeadm CLI 版本高至少一个次要版本。 - Kubernetes 系统要求
- 如果在 linux 上运行
- [错误] 如果内核早于最低要求版本
- [错误] 如果所需的 cgroups 子系统未设置
- 如果在 linux 上运行
- [错误] 如果 CRI 端点没有响应
- [错误] 如果用户不是 root
- [错误] 如果机器主机名不是有效的 DNS 子域
- [警告] 如果主机名无法通过网络查找访问
- [错误] 如果 kubelet 版本低于 kubeadm 支持的最低 kubelet 版本(当前次要版本 -1)
- [错误] 如果 kubelet 版本比所需的控制平面版本高至少一个次要版本(不支持的版本偏差)
- [警告] 如果 kubelet 服务不存在或被禁用
- [警告] 如果 firewalld 处于活动状态
- [错误] 如果 API 服务器 bindPort 或端口 10250/10251/10252 正在使用
- [错误] 如果
/etc/kubernetes/manifest
文件夹已存在且不为空 - [错误] 如果 swap 处于打开状态
- [错误] 如果
conntrack
、ip
、iptables
、mount
、nsenter
命令不在命令路径中 - [警告] 如果
ebtables
、ethtool
、socat
、tc
、touch
、crictl
命令不在命令路径中 - [警告] 如果 API 服务器、控制器管理器、调度程序的额外参数标志包含一些无效选项
- [警告] 如果连接到 https://API.AdvertiseAddress:API.BindPort 通过代理
- [警告] 如果连接到服务子网通过代理(仅检查第一个地址)
- [警告] 如果连接到 Pod 子网通过代理(仅检查第一个地址)
- 如果提供外部 etcd
- [错误] 如果 etcd 版本早于最低要求版本
- [错误] 如果指定了 etcd 证书或密钥,但未提供
- 如果未提供外部 etcd(因此将安装本地 etcd)
- [错误] 如果端口 2379 正在使用
- [错误] 如果 Etcd.DataDir 文件夹已存在且不为空
- 如果授权模式为 ABAC
- [错误] 如果 abac_policy.json 不存在
- 如果授权模式为 WebHook
- [错误] 如果 webhook_authz.conf 不存在
注意
可以使用kubeadm init phase preflight
命令单独调用预检。生成必要的证书
Kubeadm 为不同目的生成证书和私钥对
Kubernetes 集群的自签名证书颁发机构,保存到
ca.crt
文件和ca.key
私钥文件中API 服务器的服务证书,使用
ca.crt
作为 CA 生成,并保存到apiserver.crt
文件及其私钥apiserver.key
中。此证书应包含以下备用名称- Kubernetes 服务的内部集群 IP(服务 CIDR 中的第一个地址,例如,如果服务子网是
10.96.0.0/12
,则为10.96.0.1
) - Kubernetes DNS 名称,例如,如果
--service-dns-domain
标志值为cluster.local
,则为kubernetes.default.svc.cluster.local
,以及默认 DNS 名称kubernetes.default.svc
、kubernetes.default
、kubernetes
- 节点名称
--apiserver-advertise-address
- 用户指定的其他备用名称
- Kubernetes 服务的内部集群 IP(服务 CIDR 中的第一个地址,例如,如果服务子网是
API 服务器用于安全连接到 kubelet 的客户端证书,使用
ca.crt
作为 CA 生成,并保存到apiserver-kubelet-client.crt
文件及其私钥apiserver-kubelet-client.key
中。此证书应位于system:masters
组织中用于签署 ServiceAccount 令牌的私钥,保存到
sa.key
文件及其公钥sa.pub
中前端代理的证书颁发机构,保存到
front-proxy-ca.crt
文件及其密钥front-proxy-ca.key
中前端代理客户端的客户端证书,使用
front-proxy-ca.crt
作为 CA 生成,并保存到front-proxy-client.crt
文件及其私钥front-proxy-client.key
中
证书默认存储在 /etc/kubernetes/pki
中,但可以使用 --cert-dir
标志配置此目录。
请注意
- 如果给定的证书和私钥对都存在,并且它们的内容被评估为符合上述规范,则将使用现有文件,并且将跳过给定证书的生成阶段。这意味着用户可以,例如,将现有 CA 复制到
/etc/kubernetes/pki/ca.{crt,key}
,然后 kubeadm 将使用这些文件来签署其余的证书。另请参阅 使用自定义证书 - 对于 CA,可以提供
ca.crt
文件,但不能提供ca.key
文件。如果所有其他证书和 kubeconfig 文件都已就位,kubeadm 会识别此条件并激活 ExternalCA,这也意味着csrsigner
控制器不会在控制器管理器中启动 - 如果 kubeadm 在 外部 CA 模式 下运行;所有证书都必须由用户提供,因为 kubeadm 本身无法生成它们
- 如果 kubeadm 在
--dry-run
模式下执行,则证书文件将写入临时文件夹 - 可以使用
kubeadm init phase certs all
命令单独调用证书生成。
为控制平面组件生成 kubeconfig 文件
Kubeadm 为控制平面组件生成包含身份的 kubeconfig 文件
用于 kubelet 在 TLS 引导期间使用的 kubeconfig 文件 - /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf。在此文件中,有一个引导令牌或嵌入式客户端证书,用于将此节点与集群进行身份验证。
此客户端证书应
- 位于
system:nodes
组织中,如 节点授权 模块所要求的那样 - 具有公共名称 (CN)
system:node:<hostname-lowercased>
- 位于
用于控制器管理器的 kubeconfig 文件,
/etc/kubernetes/controller-manager.conf
;在此文件中嵌入了一个包含控制器管理器身份的客户端证书。此客户端证书应具有 CNsystem:kube-controller-manager
,如默认 RBAC 核心组件角色 中定义的那样用于调度程序的 kubeconfig 文件,
/etc/kubernetes/scheduler.conf
;在此文件中嵌入了一个包含调度程序身份的客户端证书。此客户端证书应具有 CNsystem:kube-scheduler
,如默认 RBAC 核心组件角色 中定义的那样
此外,还将生成一个用于 kubeadm 作为管理实体的 kubeconfig 文件,并将其存储在 /etc/kubernetes/admin.conf
中。此文件包含一个证书,其 Subject: O = kubeadm:cluster-admins, CN = kubernetes-admin
。kubeadm:cluster-admins
是由 kubeadm 管理的组。它在 kubeadm init
期间绑定到 cluster-admin
ClusterRole,通过使用 super-admin.conf
文件,该文件不需要 RBAC。此 admin.conf
文件必须保留在控制平面节点上,并且不应与其他用户共享。
在 kubeadm init
期间,将生成另一个 kubeconfig 文件,并将其存储在 /etc/kubernetes/super-admin.conf
中。此文件包含一个证书,其 Subject: O = system:masters, CN = kubernetes-super-admin
。system:masters
是一个超级用户组,它绕过 RBAC,使 super-admin.conf
在由于 RBAC 配置错误导致集群锁定时非常有用。super-admin.conf
文件必须存储在安全位置,并且不应与其他用户共享。
有关 RBAC 和内置 ClusterRole 和组的更多信息,请参见 RBAC 用户面向角色绑定。
请注意
ca.crt
证书嵌入到所有 kubeconfig 文件中。- 如果给定的 kubeconfig 文件存在,并且其内容被评估为符合上述规范,则将使用现有文件,并跳过给定 kubeconfig 的生成阶段。
- 如果 kubeadm 在 ExternalCA 模式 下运行,则所有必需的 kubeconfig 必须由用户提供,因为 kubeadm 无法自行生成任何 kubeconfig。
- 如果 kubeadm 在
--dry-run
模式下执行,则 kubeconfig 文件将写入临时文件夹。 - 可以使用
kubeadm init phase kubeconfig all
命令单独调用 kubeconfig 文件的生成。
为控制平面组件生成静态 Pod 清单文件
Kubeadm 将控制平面组件的静态 Pod 清单文件写入 /etc/kubernetes/manifests
。kubelet 在启动时监视此目录以创建 Pod。
静态 Pod 清单文件共享一组通用属性。
所有静态 Pod 都部署在
kube-system
命名空间中。所有静态 Pod 都获得
tier:control-plane
和component:{component-name}
标签。所有静态 Pod 都使用
system-node-critical
优先级类。在所有静态 Pod 上设置
hostNetwork: true
,以允许在配置网络之前启动控制平面;因此- 控制器管理器和调度程序用来引用 API 服务器的
address
为127.0.0.1
。 - 如果 etcd 服务器在本地设置,则
etcd-server
地址将设置为127.0.0.1:2379
。
- 控制器管理器和调度程序用来引用 API 服务器的
控制器管理器和调度程序都启用了领导者选举。
控制器管理器和调度程序将使用各自的唯一身份引用 kubeconfig 文件。
所有静态 Pod 都将获得用户指定的任何额外标志,如 将自定义参数传递给控制平面组件 中所述。
所有静态 Pod 都将获得用户指定的任何额外卷(主机路径)。
请注意
- 默认情况下,所有镜像都将从 registry.k8s.io 拉取。有关自定义镜像存储库的信息,请参见 使用自定义镜像。
- 如果 kubeadm 在
--dry-run
模式下执行,则静态 Pod 文件将写入临时文件夹。 - 可以使用
kubeadm init phase control-plane all
命令单独调用为控制平面组件生成静态 Pod 清单文件。
API 服务器
API 服务器的静态 Pod 清单文件受用户提供的以下参数影响。
- 要绑定的
apiserver-advertise-address
和apiserver-bind-port
;如果没有提供,这些值将默认为机器上默认网络接口的 IP 地址和端口 6443。 - 要用于服务的
service-cluster-ip-range
。 - 如果指定了外部 etcd 服务器,则
etcd-servers
地址和相关的 TLS 设置(etcd-cafile
、etcd-certfile
、etcd-keyfile
);如果没有提供外部 etcd 服务器,则将使用本地 etcd(通过主机网络)。 - 如果指定了云提供商,则相应的
--cloud-provider
参数将与--cloud-config
路径一起配置(如果该文件存在)(这是实验性的,属于 alpha 版本,将在未来版本中删除)。
其他无条件设置的 API 服务器标志是
--insecure-port=0
,以避免与 API 服务器建立非安全连接。--enable-bootstrap-token-auth=true
,以启用BootstrapTokenAuthenticator
身份验证模块。有关详细信息,请参见 TLS 引导。--allow-privileged
为true
(例如 kube 代理需要)。--requestheader-client-ca-file
为front-proxy-ca.crt
。--enable-admission-plugins
为NamespaceLifecycle
,例如,为了避免删除系统保留的命名空间。LimitRanger
和ResourceQuota
,以对命名空间强制执行限制。ServiceAccount
,以强制执行服务帐户自动化。PersistentVolumeLabel
,根据云提供商的定义,将区域或区域标签附加到 PersistentVolume(此准入控制器已弃用,将在未来版本中删除。在 v1.9 及更高版本中,默认情况下,kubeadm 不会部署它,除非显式选择使用gce
或aws
作为云提供商)。DefaultStorageClass
,以对PersistentVolumeClaim
对象强制执行默认存储类。DefaultTolerationSeconds
NodeRestriction
,以限制 kubelet 可以修改的内容(例如,仅限于此节点上的 Pod)。
--kubelet-preferred-address-types
为InternalIP,ExternalIP,Hostname;
这使kubectl logs
和其他 API 服务器-kubelet 通信在节点主机名无法解析的环境中正常工作。用于使用之前步骤中生成的证书的标志。
--client-ca-file
为ca.crt
。--tls-cert-file
为apiserver.crt
。--tls-private-key-file
为apiserver.key
。--kubelet-client-certificate
为apiserver-kubelet-client.crt
。--kubelet-client-key
为apiserver-kubelet-client.key
。--service-account-key-file
为sa.pub
。--requestheader-client-ca-file
为front-proxy-ca.crt
。--proxy-client-cert-file
为front-proxy-client.crt
。--proxy-client-key-file
为front-proxy-client.key
。
用于保护前端代理(API 聚合)通信的其他标志。
--requestheader-username-headers=X-Remote-User
--requestheader-group-headers=X-Remote-Group
--requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra-
--requestheader-allowed-names=front-proxy-client
控制器管理器
控制器管理器的静态 Pod 清单文件受用户提供的以下参数影响。
如果 kubeadm 在调用时指定了
--pod-network-cidr
,则通过设置以下内容,将启用某些 CNI 网络插件所需的子网管理器功能。--allocate-node-cidrs=true
- 根据给定的 CIDR 设置
--cluster-cidr
和--node-cidr-mask-size
标志。
如果指定了云提供商,则相应的
--cloud-provider
将与--cloud-config
路径一起指定(如果该配置文件存在)(这是实验性的,属于 alpha 版本,将在未来版本中删除)。
其他无条件设置的标志是
--controllers
,启用所有默认控制器,以及用于 TLS 引导的BootstrapSigner
和TokenCleaner
控制器。有关详细信息,请参见 TLS 引导。--use-service-account-credentials
为true
。用于使用之前步骤中生成的证书的标志。
--root-ca-file
为ca.crt
。--cluster-signing-cert-file
为ca.crt
,如果禁用了 External CA 模式,否则为""
。--cluster-signing-key-file
为ca.key
,如果禁用了 External CA 模式,否则为""
。--service-account-private-key-file
为sa.key
。
调度程序
调度程序的静态 Pod 清单文件不受用户提供的参数影响。
为本地 etcd 生成静态 Pod 清单文件
如果您指定了外部 etcd,则将跳过此步骤,否则 kubeadm 将生成一个静态 Pod 清单文件,用于创建在 Pod 中运行的本地 etcd 实例,该实例具有以下属性。
- 监听
localhost:2379
并使用HostNetwork=true
。 - 从
dataDir
到主机的文件系统创建hostPath
挂载。 - 用户指定的任何额外标志。
请注意
- 默认情况下,etcd 容器镜像将从
registry.gcr.io
拉取。有关自定义镜像存储库的信息,请参见 使用自定义镜像。 - 如果您在
--dry-run
模式下运行 kubeadm,则 etcd 静态 Pod 清单文件将写入临时文件夹。 - 您可以直接使用
kubeadm init phase etcd local
命令调用本地 etcd 的静态 Pod 清单文件生成。
等待控制平面启动
kubeadm 会等待(最长 4 分钟),直到 localhost:6443/healthz
(kube-apiserver 存活度)返回 ok
。但是,为了检测死锁状况,如果 localhost:10255/healthz
(kubelet 存活度)或 localhost:10255/healthz/syncloop
(kubelet 就绪度)在 40 秒和 60 秒内没有返回 ok
,则 kubeadm 会快速失败。
kubeadm 依赖于 kubelet 来拉取控制平面镜像并将其作为静态 Pod 正常运行。控制平面启动后,kubeadm 将完成以下段落中描述的任务。
将 kubeadm ClusterConfiguration 保存到 ConfigMap 中以供将来参考
kubeadm 将传递给 kubeadm init
的配置保存在 kube-system
命名空间下的名为 kubeadm-config
的 ConfigMap 中。
这将确保将来执行的 kubeadm 操作(例如 kubeadm upgrade
)能够确定实际/当前集群状态,并根据该数据做出新的决策。
请注意
- 在保存 ClusterConfiguration 之前,将从配置中删除敏感信息(如令牌)。
- 可以使用
kubeadm init phase upload-config
命令单独调用控制平面节点配置的上载。
将节点标记为控制平面
控制平面可用后,kubeadm 将执行以下操作。
- 使用
node-role.kubernetes.io/control-plane=""
将节点标记为控制平面。 - 使用
node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule
对节点进行污点。
请注意,标记控制平面阶段的阶段可以使用 kubeadm init phase mark-control-plane
命令单独调用。
为节点加入配置 TLS 引导
Kubeadm 使用 使用引导令牌进行身份验证 将新节点加入到现有集群;有关详细信息,请参见 设计提案。
kubeadm init
确保为此过程正确配置所有内容,其中包括以下步骤,以及设置 API 服务器和控制器标志(如前面段落中所述)。
注意
可以使用kubeadm init phase bootstrap-token
命令配置节点的 TLS 引导,执行以下段落中描述的所有配置步骤;或者,可以单独调用每个步骤。创建引导令牌
kubeadm init
将创建一个第一个引导令牌,该令牌要么是自动生成的,要么是用户使用 --token
标志提供的;如引导令牌规范中所述,令牌应保存在 kube-system
命名空间下的名为 bootstrap-token-<token-id>
的秘密中。
请注意
kubeadm init
创建的默认令牌将用于在 TLS 引导过程中验证临时用户;这些用户将是system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
组的成员。- 令牌的有效期有限,默认 24 小时(时间间隔可以通过 `—token-ttl` 标志更改)。
- 可以使用
kubeadm token
命令创建其他令牌,这些令牌还提供其他有用的令牌管理功能。
允许加入节点调用 CSR API。
Kubeadm 确保 `system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token` 组中的用户能够访问证书签名 API。
这是通过在上述组和默认 RBAC 角色 `system:node-bootstrapper` 之间创建名为 `kubeadm:kubelet-bootstrap` 的 ClusterRoleBinding 来实现的。
为新的引导令牌设置自动批准。
Kubeadm 确保引导令牌将通过 csrapprover 控制器自动批准其 CSR 请求。
这是通过在 `system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token` 组和默认角色 `system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:nodeclient` 之间创建名为 `kubeadm:node-autoapprove-bootstrap` 的 ClusterRoleBinding 来实现的。
角色 `system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:nodeclient` 也应该被创建,授予对 ` /apis/certificates.k8s.io/certificatesigningrequests/nodeclient` 的 POST 权限。
设置节点证书轮换并自动批准。
Kubeadm 确保为节点启用证书轮换,并且节点的新的证书请求将通过 csrapprover 控制器自动批准其 CSR 请求。
这是通过在 `system:nodes` 组和默认角色 `system:certificates.k8s.io:certificatesigningrequests:selfnodeclient` 之间创建名为 `kubeadm:node-autoapprove-certificate-rotation` 的 ClusterRoleBinding 来实现的。
创建公共 cluster-info ConfigMap。
此阶段在 `kube-public` 命名空间中创建 `cluster-info` ConfigMap。
此外,它还创建了一个 Role 和一个 RoleBinding,为未经身份验证的用户(即 RBAC 组 `system:unauthenticated` 中的用户)授予对 ConfigMap 的访问权限。
注意
对 `cluster-info` ConfigMap 的访问不受速率限制。如果您将集群的 API 服务器公开到互联网,这可能是也可能不是问题;这里最坏的情况是 DoS 攻击,攻击者使用 kube-apiserver 可以处理的所有正在进行的请求来提供 `cluster-info` ConfigMap。安装插件。
Kubeadm 通过 API 服务器安装内部 DNS 服务器和 kube-proxy 插件组件。
注意
此阶段可以使用命令kubeadm init phase addon all
单独调用。代理。
在 `kube-system` 命名空间中创建了用于 `kube-proxy` 的 ServiceAccount;然后 kube-proxy 被部署为 DaemonSet。
- 控制平面的凭据(`ca.crt` 和 `token`)来自 ServiceAccount。
- API 服务器的位置(URL)来自 ConfigMap。
kube-proxy
ServiceAccount 与 `system:node-proxier` ClusterRole 中的权限绑定。
DNS。
CoreDNS 服务名为 `kube-dns`。这样做是为了防止在用户通过 此处 描述的 `--config` 方法将集群 DNS 从 kube-dns 切换到 CoreDNS 时发生任何服务中断。
在 `kube-system` 命名空间中创建了用于 CoreDNS 的 ServiceAccount。
coredns
ServiceAccount 与 `system:coredns` ClusterRole 中的权限绑定。
在 Kubernetes 版本 1.21 中,移除了对使用 `kube-dns` 与 kubeadm 的支持。即使相关服务名为 `kube-dns`,您也可以将 CoreDNS 与 kubeadm 一起使用。
kubeadm join 阶段内部设计。
与 `kubeadm init` 类似,`kubeadm join` 内部工作流也包含一系列要执行的原子工作任务。
这分为发现(让节点信任 Kubernetes 主节点)和 TLS 引导(让 Kubernetes 主节点信任节点)。
请参阅 使用引导令牌进行身份验证 或相应的 设计提案。
预检
kubeadm
在开始加入之前执行一组预检检查,旨在验证先决条件并避免常见的集群启动问题。
请注意
kubeadm join
预检检查基本上是 `kubeadm init` 预检检查的子集。- 从 1.24 开始,kubeadm 使用 crictl 与所有已知的 CRI 端点进行通信。
- 从 1.9 开始,kubeadm 提供对加入在 Windows 上运行的节点的支持;在这种情况下,将跳过特定于 Linux 的控制。
- 在任何情况下,用户都可以使用 `--ignore-preflight-errors` 选项跳过特定预检检查(或者最终跳过所有预检检查)。
发现集群信息。
有两种主要的发现方案。第一个是使用共享令牌以及 API 服务器的 IP 地址。第二个是提供一个文件(它是标准 kubeconfig 文件的子集)。
共享令牌发现。
如果使用 `--discovery-token` 调用 `kubeadm join`,则使用令牌发现;在这种情况下,节点基本上从 `kube-public` 命名空间中的 `cluster-info` ConfigMap 中检索集群 CA 证书。
为了防止“中间人”攻击,采取了几个步骤。
首先,通过不安全连接检索 CA 证书(这之所以可行,是因为 `kubeadm init` 被授予对 `cluster-info` 用户的访问权限,用于 `system:unauthenticated`)。
然后,CA 证书经过以下验证步骤。
- 基本验证:使用令牌 ID 对 JWT 签名进行验证。
- 公钥验证:使用提供的 `--discovery-token-ca-cert-hash`。此值可在 `kubeadm init` 的输出中获得,也可以使用标准工具计算(散列是根据 RFC7469 中的主题公钥信息 (SPKI) 对象的字节计算的)。`--discovery-token-ca-cert-hash` 标志可以重复多次,以允许使用多个公钥。
- 作为额外的验证,通过安全连接检索 CA 证书,然后将其与最初检索的 CA 进行比较。
注意
通过传递 `--discovery-token-unsafe-skip-ca-verification` 标志可以跳过公钥验证;这会削弱 kubeadm 的安全模型,因为其他人可能会冒充 Kubernetes 主节点。文件/https 发现。
如果使用 `--discovery-file` 调用 `kubeadm join`,则使用文件发现;此文件可以是本地文件,也可以通过 HTTPS URL 下载;如果是 HTTPS,则使用主机安装的 CA 包来验证连接。
使用文件发现,集群 CA 证书在文件本身中提供;事实上,发现文件是仅设置了 `server` 和 `certificate-authority-data` 属性的 kubeconfig 文件,如 kubeadm join
参考文档中所述;当与集群的连接建立时,kubeadm 会尝试访问 `cluster-info` ConfigMap,如果可用,则使用它。
TLS 引导。
一旦知道集群信息,就会写入文件 `bootstrap-kubelet.conf`,从而允许 kubelet 执行 TLS 引导。
TLS 引导机制使用共享令牌暂时向 Kubernetes API 服务器进行身份验证,以提交针对本地创建的密钥对的证书签名请求 (CSR)。
然后自动批准请求,操作完成保存用于 kubelet 加入集群的 `ca.crt` 文件和 `kubelet.conf` 文件,而 `bootstrap-kubelet.conf` 文件则被删除。
注意
- 临时身份验证根据在 `kubeadm init` 过程中保存的令牌(或使用 `kubeadm token` 命令创建的其他令牌)进行验证。
- 临时身份验证解析为 `system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token` 组的用户成员,该组在 `kubeadm init` 过程中被授予对 CSR api 的访问权限。
- 根据 `kubeadm init` 过程中的配置,csrapprover 控制器管理自动 CSR 批准。