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手动轮换 CA 证书
本页展示如何手动轮换证书机构(CA)证书。
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:
要获知版本信息,请输入kubectl version
.手动轮换 CA 证书
确保备份你的证书目录、配置文件以及其他必要文件。
这里的方法假定 Kubernetes 的控制面通过运行多个 API 服务器以高可用配置模式运行。 另一假定是 API 服务器可体面地终止,因而客户端可以彻底地与一个 API 服务器断开 连接并连接到另一个 API 服务器。
如果集群中只有一个 API 服务器,则在 API 服务器重启期间会经历服务中断期。
- 将新的 CA 证书和私钥(例如:
ca.crt
、ca.key
、front-proxy-ca.crt
和front-proxy-client.key
)分发到所有控制面节点,放在其 Kubernetes 证书目录下。
更新 kube-controller-manager 的
--root-ca-file
标志,使之同时包含老的和新的 CA,之后重启组件。自此刻起,所创建的所有ServiceAccount 都会获得同时包含老的 CA 和新的 CA 的 Secret。
说明:kube-controller-manager 标志
--client-ca-file
和--cluster-signing-cert-file
所引用的文件不能是 CA 证书包。如果这些标志和--root-ca-file
指向同一个ca.crt
包文件 (包含老的和新的 CA 证书),你将会收到出错信息。 要解决这个问题,可以将新的 CA 证书复制到单独的文件中,并将--client-ca-file
和--cluster-signing-cert-file
标志指向该副本。一旦ca.crt
不再是证书包文件, 就可以恢复有问题的标志指向ca.crt
并删除该副本。kubeadm 的 Issue 1350 在跟踪一个导致 kube-controller-manager 无法接收 CA 证书包的问题。
等待该控制器管理器更新服务账号 Secret 中的
ca.crt
,使之同时包含老的和新的 CA 证书。如果在 API 服务器使用新的 CA 之前启动了新的 Pod,这些新的 Pod 也会获得此更新并且同时信任老的和新的 CA 证书。
重启所有使用集群内配置的 Pod(例如:kube-proxy、CoreDNS 等),以便这些 Pod 能够使用与 ServiceAccount 相关联的 Secret 中的、已更新的证书机构数据。
- 确保 CoreDNS、kube-proxy 和其他使用集群内配置的 Pod 都正按预期方式工作。
将老的和新的 CA 都追加到
kube-apiserver
配置的--client-ca-file
和--kubelet-certificate-authority
标志所指的文件。将老的和新的 CA 都追加到
kube-scheduler
配置的--client-ca-file
标志所指的文件。
通过替换
client-certificate-data
和client-key-data
中的内容,更新用户账号的证书。有关为独立用户账号创建证书的更多信息,可参阅 为用户帐号配置证书。
另外,还要更新 kubeconfig 文件中的
certificate-authority-data
节, 使之包含 Base64 编码的老的和新的证书机构数据。
更新 云控制器管理器(Cloud Controller Manager) 的
--root-ca-file
标志值,使之同时包含老的和新的 CA,之后重新启动 cloud-controller-manager。说明:如果你的集群中不包含 cloud-controller-manager,你可以略过这一步。
遵循下列步骤执行滚动更新
重新启动所有其他被聚合的 API 服务器 或者 Webhook 处理程序,使之信任新的 CA 证书。
在所有节点上更新 kubelet 配置中的
clientCAFile
所指文件以及 kubelet.conf 中的certificate-authority-data
并重启 kubelet 以同时使用老的和新的 CA 证书。如果你的 kubelet 并未使用客户端证书轮换,则在所有节点上更新 kubelet.conf 中
client-certificate-data
和client-key-data
以及 kubelet 客户端证书文件(通常位于/var/lib/kubelet/pki
目录下)
- 使用用新的 CA 签名的证书
(
apiserver.crt
、apiserver-kubelet-client.crt
和front-proxy-client.crt
) 来重启 API 服务器。 你可以使用现有的私钥,也可以使用新的私钥。 如果你改变了私钥,则要将更新的私钥也放到 Kubernetes 证书目录下。
由于集群中的 Pod 既信任老的 CA 也信任新的 CA,Pod 中的客户端会经历短暂的连接断开状态,
之后再使用新的 CA 所签名的证书连接到新的 API 服务器。
* 重启 kube-scheduler 以使用并信任新的 CA 证书。
- 确保控制面组件的日志中没有 TLS 相关的错误信息。
说明:要使用 `openssl` 命令行为集群生成新的证书和私钥,可参阅 [证书(`openssl`)](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/certificates/#openssl)。 你也可以使用[`cfssl`](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/certificates/#cfssl).
- 为 Daemonset 和 Deployment 添加注解,从而触发较安全的滚动更新,替换 Pod。
for namespace in $(kubectl get namespace -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}'); do for name in $(kubectl get deployments -n $namespace -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}'); do kubectl patch deployment -n ${namespace} ${name} -p '{"spec":{"template":{"metadata":{"annotations":{"ca-rotation": "1"}}}}}'; done for name in $(kubectl get daemonset -n $namespace -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}'); do kubectl patch daemonset -n ${namespace} ${name} -p '{"spec":{"template":{"metadata":{"annotations":{"ca-rotation": "1"}}}}}'; done done
说明:要限制应用可能受到的并发干扰数量, 可以参阅[配置 Pod 干扰预算](/zh-cn/docs/tasks/run-application/configure-pdb/)。
取决于你在如何使用 StatefulSet,你可能需要对其执行类似的滚动替换操作。
如果你的集群使用启动引导令牌来添加节点,则需要更新
kube-public
名字空间下的 ConfigMapcluster-info
,使之包含新的 CA 证书。base64_encoded_ca="$(base64 -w0 /etc/kubernetes/pki/ca.crt)" kubectl get cm/cluster-info --namespace kube-public -o yaml | \ /bin/sed "s/\(certificate-authority-data:\).*/\1 ${base64_encoded_ca}/" | \ kubectl apply -f -
验证集群的功能正常。
检查控制面组件以及
kubelet
和kube-proxy
的日志,确保其中没有抛出 TLS 错误, 参阅查看日志。验证被聚合的 API 服务器的日志,以及所有使用集群内配置的 Pod 的日志。
完成集群功能的检查之后:
更新所有的服务账号令牌,使之仅包含新的 CA 证书。
- 使用集群内 kubeconfig 的 Pod 最终也需要被重启,以获得新的服务账号 Secret 数据,这样就不会有 Pod 再依赖老的集群 CA。
从 kubeconfig 文件和
--client-ca-file
以及--root-ca-file
标志所指向的文件 中去除老的 CA 数据,之后重启控制面组件。在每个节点上,移除
clientCAFile
标志所指向的文件,以删除老的 CA 数据,并从 kubelet kubeconfig 文件中去掉老的 CA,重启 kubelet。 你应该用滚动更新的方式来执行这一步骤的操作。如果你的集群允许你执行这一变更,你也可以通过替换节点而不是重新配置节点的方式来将其上线。