02. 创建 CA 根证书和秘钥

为确保安全,kubernetes 系统各组件需要使用 x509 证书对通信进行加密和认证。

CA (Certificate Authority) 是自签名的根证书,用来签名后续创建的其它证书。

CA 证书是集群所有节点共享的,只需要创建一次,后续用它签名其它所有证书。

本文档使用 CloudFlare 的 PKI 工具集 cfssl 创建所有证书。

注意:如果没有特殊指明,本文档的所有操作均在 zhangjun-k8s-01 节点上执行

安装 cfssl 工具集

  1. sudo mkdir -p /opt/k8s/cert && cd /opt/k8s/work
  2. wget https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.4.1/cfssl_1.4.1_linux_amd64
  3. mv cfssl_1.4.1_linux_amd64 /opt/k8s/bin/cfssl
  4. wget https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.4.1/cfssljson_1.4.1_linux_amd64
  5. mv cfssljson_1.4.1_linux_amd64 /opt/k8s/bin/cfssljson
  6. wget https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.4.1/cfssl-certinfo_1.4.1_linux_amd64
  7. mv cfssl-certinfo_1.4.1_linux_amd64 /opt/k8s/bin/cfssl-certinfo
  8. chmod +x /opt/k8s/bin/*
  9. export PATH=/opt/k8s/bin:$PATH

创建配置文件

CA 配置文件用于配置根证书的使用场景 (profile) 和具体参数 (usage,过期时间、服务端认证、客户端认证、加密等):

  1. cd /opt/k8s/work
  2. cat > ca-config.json <<EOF
  3. {
  4. "signing": {
  5. "default": {
  6. "expiry": "87600h"
  7. },
  8. "profiles": {
  9. "kubernetes": {
  10. "usages": [
  11. "signing",
  12. "key encipherment",
  13. "server auth",
  14. "client auth"
  15. ],
  16. "expiry": "876000h"
  17. }
  18. }
  19. }
  20. }
  21. EOF
  • signing:表示该证书可用于签名其它证书(生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE);
  • server auth:表示 client 可以用该该证书对 server 提供的证书进行验证;
  • client auth:表示 server 可以用该该证书对 client 提供的证书进行验证;
  • "expiry": "876000h":证书有效期设置为 100 年;

创建证书签名请求文件

  1. cd /opt/k8s/work
  2. cat > ca-csr.json <<EOF
  3. {
  4. "CN": "kubernetes-ca",
  5. "key": {
  6. "algo": "rsa",
  7. "size": 2048
  8. },
  9. "names": [
  10. {
  11. "C": "CN",
  12. "ST": "BeiJing",
  13. "L": "BeiJing",
  14. "O": "k8s",
  15. "OU": "opsnull"
  16. }
  17. ],
  18. "ca": {
  19. "expiry": "876000h"
  20. }
  21. }
  22. EOF
  • CN:Common Name:kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name),浏览器使用该字段验证网站是否合法;
  • O:Organization:kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)
  • kube-apiserver 将提取的 User、Group 作为 RBAC 授权的用户标识;

注意:

  1. 不同证书 csr 文件的 CN、C、ST、L、O、OU 组合必须不同,否则可能出现 PEER'S CERTIFICATE HAS AN INVALID SIGNATURE 错误;
  2. 后续创建证书的 csr 文件时,CN 都不相同(C、ST、L、O、OU 相同),以达到区分的目的;

生成 CA 证书和私钥

  1. cd /opt/k8s/work
  2. cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca
  3. ls ca*

分发证书文件

  1. cd /opt/k8s/work
  2. source /opt/k8s/bin/environment.sh
  3. for node_ip in ${NODE_IPS[@]}
  4. do
  5. echo ">>> ${node_ip}"
  6. ssh root@${node_ip} "mkdir -p /etc/kubernetes/cert"
  7. scp ca*.pem ca-config.json root@${node_ip}:/etc/kubernetes/cert
  8. done

参考

  1. 各种 CA 证书类型