管理服务账号

ServiceAccount 为 Pod 中运行的进程提供了一个身份。

Pod 内的进程可以使用其关联服务账号的身份，向集群的 API 服务器进行身份认证。

有关服务账号的介绍， 请参阅配置服务账号。

本任务指南阐述有关 ServiceAccount 的几个概念。 本指南还讲解如何获取或撤销代表 ServiceAccount 的令牌。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不作为控制平面主机。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建：

为了能够准确地跟随这些步骤，确保你有一个名为 examplens 的名字空间。 如果你没有，运行以下命令创建一个名字空间：

  1. kubectl create namespace examplens

用户账号与服务账号

Kubernetes 区分用户账号和服务账号的概念，主要基于以下原因：

  • 用户账号是针对人而言的。而服务账号是针对运行在 Pod 中的应用进程而言的， 在 Kubernetes 中这些进程运行在容器中，而容器是 Pod 的一部分。

  • 用户账号是全局性的。其名称在某集群中的所有名字空间中必须是唯一的。 无论你查看哪个名字空间，代表用户的特定用户名都代表着同一个用户。 在 Kubernetes 中，服务账号是名字空间作用域的。 两个不同的名字空间可以包含具有相同名称的 ServiceAccount。

  • 通常情况下，集群的用户账号可能会从企业数据库进行同步， 创建新用户需要特殊权限，并且涉及到复杂的业务流程。 服务账号创建有意做得更轻量，允许集群用户为了具体的任务按需创建服务账号。 将 ServiceAccount 的创建与新用户注册的步骤分离开来， 使工作负载更易于遵从权限最小化原则。

  • 对人员和服务账号审计所考虑的因素可能不同；这种分离更容易区分不同之处。

  • 针对复杂系统的配置包可能包含系统组件相关的各种服务账号的定义。 因为服务账号的创建约束不多并且有名字空间域的名称，所以这种配置通常是轻量的。

绑定的服务账号令牌卷机制

特性状态： Kubernetes v1.22 [stable]

默认情况下，Kubernetes 控制平面（特别是 ServiceAccount 准入控制器） 添加一个投射卷到 Pod， 此卷包括了访问 Kubernetes API 的令牌。

以下示例演示如何查找已启动的 Pod：

  1. ...
  2.   - name: kube-api-access-<随机后缀>
  3.     projected:
  4.       sources:
  5.         - serviceAccountToken:
  6.             path: token # 必须与应用所预期的路径匹配
  7.         - configMap:
  8.             items:
  9.               - key: ca.crt
  10.                 path: ca.crt
  11.             name: kube-root-ca.crt
  12.         - downwardAPI:
  13.             items:
  14.               - fieldRef:
  15.                   apiVersion: v1
  16.                   fieldPath: metadata.namespace
  17.                 path: namespace

该清单片段定义了由三个数据源组成的投射卷。在当前场景中，每个数据源也代表该卷内的一条独立路径。这三个数据源是：

  1. serviceAccountToken 数据源，包含 kubelet 从 kube-apiserver 获取的令牌。 kubelet 使用 TokenRequest API 获取有时间限制的令牌。为 TokenRequest 服务的这个令牌会在 Pod 被删除或定义的生命周期（默认为 1 小时）结束之后过期。该令牌绑定到特定的 Pod， 并将其 audience（受众）设置为与 kube-apiserver 的 audience 相匹配。 这种机制取代了之前基于 Secret 添加卷的机制，之前 Secret 代表了针对 Pod 的 ServiceAccount 但不会过期。
  2. configMap 数据源。ConfigMap 包含一组证书颁发机构数据。 Pod 可以使用这些证书来确保自己连接到集群的 kube-apiserver（而不是连接到中间件或意外配置错误的对等点上）。
  3. downwardAPI 数据源，用于查找包含 Pod 的名字空间的名称， 并使该名称信息可用于在 Pod 内运行的应用程序代码。

Pod 内挂载这个特定卷的所有容器都可以访问上述信息。

说明：

没有特定的机制可以使通过 TokenRequest 签发的令牌无效。 如果你不再信任为某个 Pod 绑定的服务账号令牌， 你可以删除该 Pod。删除 Pod 将使其绑定的服务账号令牌过期。

手动管理 ServiceAccount 的 Secret

v1.22 之前的 Kubernetes 版本会自动创建凭据访问 Kubernetes API。 这种更老的机制基于先创建令牌 Secret，然后将其挂载到正运行的 Pod 中。

在包括 Kubernetes v1.27 在内最近的几个版本中，使用 TokenRequest API 直接获得 API 凭据， 并使用投射卷挂载到 Pod 中。使用这种方法获得的令牌具有绑定的生命周期， 当挂载的 Pod 被删除时这些令牌将自动失效。

你仍然可以手动创建 Secret 来保存服务账号令牌；例如在你需要一个永不过期的令牌的时候。

一旦你手动创建一个 Secret 并将其关联到 ServiceAccount， Kubernetes 控制平面就会自动将令牌填充到该 Secret 中。

说明：

尽管存在手动创建长久 ServiceAccount 令牌的机制，但还是推荐使用 TokenRequest 获得短期的 API 访问令牌。

控制平面细节

ServiceAccount 控制器管理名字空间内的 ServiceAccount， 并确保每个活跃的名字空间中都存在名为 default 的 ServiceAccount。

令牌控制器

服务账号令牌控制器作为 kube-controller-manager 的一部分运行，以异步的形式工作。 其职责包括：

  • 监测 ServiceAccount 的删除并删除所有相应的服务账号令牌 Secret。
  • 监测服务账号令牌 Secret 的添加，保证相应的 ServiceAccount 存在， 如有需要，向 Secret 中添加令牌。
  • 监测服务账号令牌 Secret 的删除，如有需要，从相应的 ServiceAccount 中移除引用。

你必须通过 --service-account-private-key-file 标志为 kube-controller-manager的令牌控制器传入一个服务账号私钥文件。 该私钥用于为所生成的服务账号令牌签名。同样地，你需要通过 --service-account-key-file 标志将对应的公钥通知给 kube-apiserver。公钥用于在身份认证过程中校验令牌。

ServiceAccount 准入控制器

对 Pod 的改动通过一个被称为准入控制器的插件来实现。 它是 API 服务器的一部分。当 Pod 被创建时，该准入控制器会同步地修改 Pod。 如果该插件处于激活状态（在大多数发行版中都是默认激活的），当 Pod 被创建时它会进行以下操作：

  1. 如果该 Pod 没有设置 .spec.serviceAccountName， 准入控制器为新来的 Pod 将 ServiceAccount 的名称设为 default。

  2. 准入控制器保证新来的 Pod 所引用的 ServiceAccount 确实存在。 如果没有 ServiceAccount 具有匹配的名称，则准入控制器拒绝新来的 Pod。 这个检查甚至适用于 default ServiceAccount。

  3. 如果服务账号的 automountServiceAccountToken 字段或 Pod 的 automountServiceAccountToken 字段都未显式设置为 false：

    • 准入控制器变更新来的 Pod，添加一个包含 API 访问令牌的额外卷。
    • 准入控制器将 volumeMount 添加到 Pod 中的每个容器， 忽略已为 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 路径定义的卷挂载的所有容器。 对于 Linux 容器，此卷挂载在 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount； 在 Windows 节点上，此卷挂载在等价的路径上。
  4. 如果新来 Pod 的规约不包含任何 imagePullSecrets，则准入控制器添加 imagePullSecrets， 并从 ServiceAccount 进行复制。

TokenRequest API

特性状态： Kubernetes v1.22 [stable]

你使用 ServiceAccount 的 TokenRequest 子资源为该 ServiceAccount 获取有时间限制的令牌。 你不需要调用它来获取在容器中使用的 API 令牌， 因为 kubelet 使用投射卷对此进行了设置。

如果你想要从 kubectl 使用 TokenRequest API， 请参阅为 ServiceAccount 手动创建 API 令牌。

Kubernetes 控制平面（特别是 ServiceAccount 准入控制器）向 Pod 添加了一个投射卷， kubelet 确保该卷包含允许容器作为正确 ServiceAccount 进行身份认证的令牌。

（这种机制取代了之前基于 Secret 添加卷的机制，之前 Secret 代表了 Pod 所用的 ServiceAccount 但不会过期。）

以下示例演示如何查找已启动的 Pod：

  1. ...
  2.   - name: kube-api-access-<random-suffix>
  3.     projected:
  4.       defaultMode: 420 # 这个十进制数等同于八进制 0644
  5.       sources:
  6.         - serviceAccountToken:
  7.             expirationSeconds: 3607
  8.             path: token
  9.         - configMap:
  10.             items:
  11.               - key: ca.crt
  12.                 path: ca.crt
  13.             name: kube-root-ca.crt
  14.         - downwardAPI:
  15.             items:
  16.               - fieldRef:
  17.                   apiVersion: v1
  18.                   fieldPath: metadata.namespace
  19.                 path: namespace

该清单片段定义了由三个数据源信息组成的投射卷。

  1. serviceAccountToken 数据源，包含 kubelet 从 kube-apiserver 获取的令牌。 kubelet 使用 TokenRequest API 获取有时间限制的令牌。为 TokenRequest 服务的这个令牌会在 Pod 被删除或定义的生命周期（默认为 1 小时）结束之后过期。该令牌绑定到特定的 Pod， 并将其 audience（受众）设置为与 kube-apiserver 的 audience 相匹配。
  2. configMap 数据源。ConfigMap 包含一组证书颁发机构数据。 Pod 可以使用这些证书来确保自己连接到集群的 kube-apiserver（而不是连接到中间件或意外配置错误的对等点上）。
  3. downwardAPI 数据源。这个 downwardAPI 卷获得包含 Pod 的名字空间的名称， 并使该名称信息可用于在 Pod 内运行的应用程序代码。

挂载此卷的 Pod 内的所有容器均可以访问上述信息。

创建额外的 API 令牌

注意：

只有令牌请求机制不合适，才需要创建长久的 API 令牌。 令牌请求机制提供有时间限制的令牌；因为随着这些令牌过期，它们对信息安全方面的风险也会降低。

要为 ServiceAccount 创建一个不过期、持久化的 API 令牌， 请创建一个类型为 kubernetes.io/service-account-token 的 Secret， 附带引用 ServiceAccount 的注解。控制平面随后生成一个长久的令牌， 并使用生成的令牌数据更新该 Secret。

以下是此类 Secret 的示例清单：

secret/serviceaccount/mysecretname.yaml 管理服务账号 - 图1

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Secret
  3. type: kubernetes.io/service-account-token
  4. metadata:
  5.   name: mysecretname
  6.   annotations:
  7.     kubernetes.io/service-account.name: myserviceaccount

若要基于此示例创建 Secret，运行以下命令：

  1. kubectl -n examplens create -f https://k8s.io/examples/secret/serviceaccount/mysecretname.yaml

若要查看该 Secret 的详细信息，运行以下命令：

  1. kubectl -n examplens describe secret mysecretname

输出类似于：

  1. Name:           mysecretname
  2. Namespace:      examplens
  3. Labels:         <none>
  4. Annotations:    kubernetes.io/service-account.name=myserviceaccount
  5.                 kubernetes.io/service-account.uid=8a85c4c4-8483-11e9-bc42-526af7764f64
  7. Type:   kubernetes.io/service-account-token
  9. Data
  10. ====
  11. ca.crt:         1362 bytes
  12. namespace:      9 bytes
  13. token:          ...

如果你在 examplens 名字空间中启动一个新的 Pod，它可以使用你刚刚创建的 myserviceaccount service-account-token Secret。

删除/废止 ServiceAccount 令牌

如果你知道 Secret 的名称且该 Secret 包含要移除的令牌：

  1. kubectl delete secret name-of-secret

否则，先找到 ServiceAccount 所用的 Secret。

  1. # 此处假设你已有一个名为 'examplens' 的名字空间
  2. kubectl -n examplens get serviceaccount/example-automated-thing -o yaml

输出类似于：

  1. apiVersion: v1
  2. kind: ServiceAccount
  3. metadata:
  4.   annotations:
  5.     kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
  6.             {"apiVersion":"v1","kind":"ServiceAccount","metadata":{"annotations":{},"name":"example-automated-thing","namespace":"examplens"}}
  7.   creationTimestamp: "2019-07-21T07:07:07Z"
  8.   name: example-automated-thing
  9.   namespace: examplens
  10.   resourceVersion: "777"
  11.   selfLink: /api/v1/namespaces/examplens/serviceaccounts/example-automated-thing
  12.   uid: f23fd170-66f2-4697-b049-e1e266b7f835
  13. secrets:
  14.   - name: example-automated-thing-token-zyxwv

随后删除你现在知道名称的 Secret：

  1. kubectl -n examplens delete secret/example-automated-thing-token-zyxwv

控制平面发现 ServiceAccount 缺少其 Secret，并创建一个替代项：

  1. kubectl -n examplens get serviceaccount/example-automated-thing -o yaml
  1. apiVersion: v1
  2. kind: ServiceAccount
  3. metadata:
  4.   annotations:
  5.     kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
  6.             {"apiVersion":"v1","kind":"ServiceAccount","metadata":{"annotations":{},"name":"example-automated-thing","namespace":"examplens"}}
  7.   creationTimestamp: "2019-07-21T07:07:07Z"
  8.   name: example-automated-thing
  9.   namespace: examplens
  10.   resourceVersion: "1026"
  11.   selfLink: /api/v1/namespaces/examplens/serviceaccounts/example-automated-thing
  12.   uid: f23fd170-66f2-4697-b049-e1e266b7f835
  13. secrets:
  14.   - name: example-automated-thing-token-4rdrh

清理

如果创建了一个 examplens 名字空间进行试验，你可以移除它：

  1. kubectl delete namespace examplens

接下来