手动生成证书

在使用客户端证书认证的场景下,你可以通过 easyrsaopensslcfssl 等工具以手工方式生成证书。

easyrsa

easyrsa 支持以手工方式为你的集群生成证书。

  1. 下载、解压、初始化打过补丁的 easyrsa3

    1. curl -LO https://dl.k8s.io/easy-rsa/easy-rsa.tar.gz
    2. tar xzf easy-rsa.tar.gz
    3. cd easy-rsa-master/easyrsa3
    4. ./easyrsa init-pki
  2. 生成新的证书颁发机构(CA)。参数 --batch 用于设置自动模式; 参数 --req-cn 用于设置新的根证书的通用名称(CN)。

    1. ./easyrsa --batch "--req-cn=${MASTER_IP}@`date +%s`" build-ca nopass
  3. 生成服务器证书和秘钥。

    参数 --subject-alt-name 设置 API 服务器的 IP 和 DNS 名称。 MASTER_CLUSTER_IP 用于 API 服务器和控制器管理器,通常取 CIDR 的第一个 IP, 由 --service-cluster-ip-range 的参数提供。 参数 --days 用于设置证书的过期时间。 下面的示例假定你的默认 DNS 域名为 cluster.local

    1. ./easyrsa --subject-alt-name="IP:${MASTER_IP},"\
    2. "IP:${MASTER_CLUSTER_IP},"\
    3. "DNS:kubernetes,"\
    4. "DNS:kubernetes.default,"\
    5. "DNS:kubernetes.default.svc,"\
    6. "DNS:kubernetes.default.svc.cluster,"\
    7. "DNS:kubernetes.default.svc.cluster.local" \
    8. --days=10000 \
    9. build-server-full server nopass
  4. 拷贝文件 pki/ca.crtpki/issued/server.crtpki/private/server.key 到你的目录中。

  5. 在 API 服务器的启动参数中添加以下参数:

    1. --client-ca-file=/yourdirectory/ca.crt
    2. --tls-cert-file=/yourdirectory/server.crt
    3. --tls-private-key-file=/yourdirectory/server.key

openssl

openssl 支持以手工方式为你的集群生成证书。

  1. 生成一个 2048 位的 ca.key 文件

    1. openssl genrsa -out ca.key 2048
  2. 在 ca.key 文件的基础上,生成 ca.crt 文件(用参数 -days 设置证书有效期)

    1. openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -subj "/CN=${MASTER_IP}" -days 10000 -out ca.crt
  3. 生成一个 2048 位的 server.key 文件:

    1. openssl genrsa -out server.key 2048
  4. 创建一个用于生成证书签名请求(CSR)的配置文件。 保存文件(例如:csr.conf)前,记得用真实值替换掉尖括号中的值(例如:<MASTER_IP>)。 注意:MASTER_CLUSTER_IP 就像前一小节所述,它的值是 API 服务器的服务集群 IP。 下面的例子假定你的默认 DNS 域名为 cluster.local

    1. [ req ]
    2. default_bits = 2048
    3. prompt = no
    4. default_md = sha256
    5. req_extensions = req_ext
    6. distinguished_name = dn
    7. [ dn ]
    8. C = <country>
    9. ST = <state>
    10. L = <city>
    11. O = <organization>
    12. OU = <organization unit>
    13. CN = <MASTER_IP>
    14. [ req_ext ]
    15. subjectAltName = @alt_names
    16. [ alt_names ]
    17. DNS.1 = kubernetes
    18. DNS.2 = kubernetes.default
    19. DNS.3 = kubernetes.default.svc
    20. DNS.4 = kubernetes.default.svc.cluster
    21. DNS.5 = kubernetes.default.svc.cluster.local
    22. IP.1 = <MASTER_IP>
    23. IP.2 = <MASTER_CLUSTER_IP>
    24. [ v3_ext ]
    25. authorityKeyIdentifier=keyid,issuer:always
    26. basicConstraints=CA:FALSE
    27. keyUsage=keyEncipherment,dataEncipherment
    28. extendedKeyUsage=serverAuth,clientAuth
    29. subjectAltName=@alt_names
  5. 基于上面的配置文件生成证书签名请求:

    1. openssl req -new -key server.key -out server.csr -config csr.conf
  6. 基于 ca.key、ca.crt 和 server.csr 等三个文件生成服务端证书:

    1. openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key \
    2. -CAcreateserial -out server.crt -days 10000 \
    3. -extensions v3_ext -extfile csr.conf -sha256
  7. 查看证书签名请求:

    1. openssl req -noout -text -in ./server.csr
  8. 查看证书:

    1. openssl x509 -noout -text -in ./server.crt

最后,为 API 服务器添加相同的启动参数。

cfssl

cfssl 是另一个用于生成证书的工具。

  1. 下载、解压并准备如下所示的命令行工具。

    注意:你可能需要根据所用的硬件体系架构和 cfssl 版本调整示例命令。

    1. curl -L https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.5.0/cfssl_1.5.0_linux_amd64 -o cfssl
    2. chmod +x cfssl
    3. curl -L https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.5.0/cfssljson_1.5.0_linux_amd64 -o cfssljson
    4. chmod +x cfssljson
    5. curl -L https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.5.0/cfssl-certinfo_1.5.0_linux_amd64 -o cfssl-certinfo
    6. chmod +x cfssl-certinfo
  2. 创建一个目录,用它保存所生成的构件和初始化 cfssl:

    1. mkdir cert
    2. cd cert
    3. ../cfssl print-defaults config > config.json
    4. ../cfssl print-defaults csr > csr.json
  3. 创建一个 JSON 配置文件来生成 CA 文件,例如:ca-config.json

    1. {
    2. "signing": {
    3. "default": {
    4. "expiry": "8760h"
    5. },
    6. "profiles": {
    7. "kubernetes": {
    8. "usages": [
    9. "signing",
    10. "key encipherment",
    11. "server auth",
    12. "client auth"
    13. ],
    14. "expiry": "8760h"
    15. }
    16. }
    17. }
    18. }
  4. 创建一个 JSON 配置文件,用于 CA 证书签名请求(CSR),例如:ca-csr.json。 确认用你需要的值替换掉尖括号中的值。

    1. {
    2. "CN": "kubernetes",
    3. "key": {
    4. "algo": "rsa",
    5. "size": 2048
    6. },
    7. "names":[{
    8. "C": "<country>",
    9. "ST": "<state>",
    10. "L": "<city>",
    11. "O": "<organization>",
    12. "OU": "<organization unit>"
    13. }]
    14. }
  5. 生成 CA 秘钥文件(ca-key.pem)和证书文件(ca.pem):

    1. ../cfssl gencert -initca ca-csr.json | ../cfssljson -bare ca
  6. 创建一个 JSON 配置文件,用来为 API 服务器生成秘钥和证书,例如:server-csr.json。 确认用你需要的值替换掉尖括号中的值。MASTER_CLUSTER_IP 是为 API 服务器 指定的服务集群 IP,就像前面小节描述的那样。 以下示例假定你的默认 DNS 域名为cluster.local

    1. {
    2. "CN": "kubernetes",
    3. "hosts": [
    4. "127.0.0.1",
    5. "<MASTER_IP>",
    6. "<MASTER_CLUSTER_IP>",
    7. "kubernetes",
    8. "kubernetes.default",
    9. "kubernetes.default.svc",
    10. "kubernetes.default.svc.cluster",
    11. "kubernetes.default.svc.cluster.local"
    12. ],
    13. "key": {
    14. "algo": "rsa",
    15. "size": 2048
    16. },
    17. "names": [{
    18. "C": "<country>",
    19. "ST": "<state>",
    20. "L": "<city>",
    21. "O": "<organization>",
    22. "OU": "<organization unit>"
    23. }]
    24. }
  7. 为 API 服务器生成秘钥和证书,默认会分别存储为server-key.pemserver.pem 两个文件。

    1. ../cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem \
    2. --config=ca-config.json -profile=kubernetes \
    3. server-csr.json | ../cfssljson -bare server

分发自签名的 CA 证书

客户端节点可能不认可自签名 CA 证书的有效性。 对于非生产环境,或者运行在公司防火墙后的环境,你可以分发自签名的 CA 证书到所有客户节点,并刷新本地列表以使证书生效。

在每一个客户节点,执行以下操作:

  1. sudo cp ca.crt /usr/local/share/ca-certificates/kubernetes.crt
  2. sudo update-ca-certificates
  1. Updating certificates in /etc/ssl/certs...
  2. 1 added, 0 removed; done.
  3. Running hooks in /etc/ca-certificates/update.d....
  4. done.

证书 API

你可以通过 certificates.k8s.io API 提供 x509 证书,用来做身份验证, 如管理集群中的 TLS 认证文档所述。