PodSecurityPolicy介绍
默认情况下，Kubernetes 允许创建一个有特权容器的 Pod，这些容器很可能会威胁系统安全，而 PodSecurityPolicy（PSP）则通过确保请求者有权限按配置来创建 Pod，从而来保护集群免受特权 Pod 的影响。
PodSecurityPolicy是集群级别的资源，它能够控制 Pod 运行的行为，以及它具有访问什么的能力。 PodSecurityPolicy对象定义了一组条件，指示 Pod 必须按系统所能接受条件运行。
以下是PodSecurityPolicy可以控制的内容：
PodSecurityPolicy 是 Kubernetes API 对象，你可以在不对 Kubernetes 进行任何修改的情况下创建它们，但是，默认情况下不会强制执行我们创建的一些策略，我们需要一个准入控制器、kube-controller-manager 配置以及 RBAC 权限配置，下面我们就来对这些配置进行一一说明。
Admission Controller
编辑/etc/kubernetes/manifest/kube-apiserver.yaml，添加PodSecurityPolicy，启用PSP的控制器。
- --enable-admission-plugins=NodeRestriction,PodSecurityPolicy
但是此时我们集群中现在缺少一些安全策略，那么新的 Pod 创建就会失败。 通过下面文件创建Pod：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deploy
namespace: default
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.15.4
但是 replicaset 控制器却并没有创建 Pod，这个时候就需要使用 ServiceAccount 了。
#kubectl describe rs nginx-hostnetwork-deploy-76c46fdb6
Name: nginx-hostnetwork-deploy-76c46fdb6
Namespace: default
Selector: app=nginx,pod-template-hash=76c46fdb6
Labels: app=nginx
pod-template-hash=76c46fdb6
Annotations: deployment.kubernetes.io/desired-replicas: 1
deployment.kubernetes.io/max-replicas: 2
deployment.kubernetes.io/revision: 1
Controlled By: Deployment/nginx-hostnetwork-deploy
Replicas: 0 current / 1 desired
Pods Status: 0 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
Labels: app=nginx
pod-template-hash=76c46fdb6
Containers:
nginx:
Image: nginx:1.15.4
Port: <none>
Host Port: <none>
Environment: <none>
Mounts: <none>
Volumes: <none>
Conditions:
Type Status Reason
---- ------ ------
ReplicaFailure True FailedCreate
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedCreate 1s (x12 over 11s) replicaset-controller Error creating: pods "nginx-hostnetwork-deploy-76c46fdb6-" is forbidden: PodSecurityPolicy: no providers available to validate pod request
ServiceAccount Controller Manager
一般来说用户很少会直接创建 Pod，通常是通过 Deployment、StatefulSet、Job 或者 DasemonSet 这些控制器来创建 Pod 的，我们这里需要配置 kube-controller-manager 来为其包含的每个控制器使用单独的 ServiceAccount，我们可以通过在其命令启动参数中添加如下标志来实现。编辑/etc/kubernetes/manifest/kube-controller-manager.yaml，添加：
--use-service-account-credentials=true
一般情况下上面这个标志在大多数安装工具（如 kubeadm）中都是默认开启的，所以不需要单独配置了。
当 kube-controller-manager 开启上面的标志后，它将使用由 Kubernetes 自动生成的以下 ServiceAccount:
# kubectl get serviceaccount -n kube-system | egrep -o '[A-Za-z0-9-]+-controller'
attachdetach-controller
calico-kube-controller
certificate-controller
clusterrole-aggregation-controller
cronjob-controller
daemon-set-controller
deployment-controller
disruption-controller
endpoint-controller
expand-controller
job-controller
namespace-controller
node-controller
pv-protection-controller
pvc-protection-controller
replicaset-controller
replication-controller
resourcequota-controller
service-account-controller
service-controller
statefulset-controller
ttl-controller
这些 ServiceAccount 指定了哪个控制器可以解析哪些策略的配置。
PodSecurityPolicy
在我们当前示例中，我们将创建2个策略，第一个是提供限制访问的“默认”策略，保证使用某些特权设置时（例如使用 hostNetwork）无法创建 Pod。第二种是一个“提升”的许可策略，允许将特权设置用于某些 Pod，例如在 kube-system 命名空间下面创建的 Pod 的权限。
首先，创建一个限制性策略，作为默认策略：(psp-restrictive.yaml)
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
name: restrictive
spec:
privileged: false
hostNetwork: false
allowPrivilegeEscalation: false
defaultAllowPrivilegeEscalation: false
hostPID: false
hostIPC: false
runAsUser:
rule: RunAsAny
fsGroup:
rule: RunAsAny
seLinux:
rule: RunAsAny
supplementalGroups:
rule: RunAsAny
volumes:
- 'configMap'
- 'downwardAPI'
- 'emptyDir'
- 'persistentVolumeClaim'
- 'secret'
- 'projected'
allowedCapabilities:
- '*'
虽然限制性的访问对于大多数 Pod 创建是足够的了，但是对于需要提升访问权限的 Pod 来说，就需要一些允许策略了，例如，kube-proxy 就需要启用 hostNetwork，这就需要创建一个用于提升创建权限的许可策略了：(psp-permissive.yaml)
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
name: permissive
spec:
privileged: true
hostNetwork: true
hostIPC: true
hostPID: true
seLinux:
rule: RunAsAny
supplementalGroups:
rule: RunAsAny
runAsUser:
rule: RunAsAny
fsGroup:
rule: RunAsAny
hostPorts:
- min: 0
max: 65535
volumes:
- '*'
RBAC
现在配置都已经就绪了，但是我们需要引入到 Kubernetes 授权，这样才可以确定请求 Pod 创建的用户或者 ServiceAccount 是否解决了限制性或许可性策略，这就需要用到 RBAC 了。
在我们启用 Pod 安全策略的时候，可能会对 RBAC 引起混淆。它确定了一个账户可以使用的策略，使用集群范围的 ClusterRoleBinding 可以为 ServiceAccount（例如 replicaset-controller）提供对限制性策略的访问权限。使用命名空间范围的 RoleBinding，可以启用对许可策略的访问，这样可以在特定的命名空间（如 kube-system）中进行操作。下面演示了 daemonset-controller 创建 kube-proxy Pod 的解析路径：
首先创建允许使用restrictive策略的 ClusterRole。然后创建一个 ClusterRoleBinding，将restrictive策略和系统中kube-system命名空间内所有的控制器 ServiceAccount 进行绑定:(psp-restrictive-rbac.yaml)
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: psp-restrictive
rules:
- apiGroups:
- extensions
resources:
- podsecuritypolicies
resourceNames:
- restrictive
verbs:
- use
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: psp-default
subjects:
- kind: Group
name: system:serviceaccounts
namespace: kube-system
roleRef:
kind: ClusterRole
name: psp-restrictive
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
然后现在我们再重新创建上面我们的定义的 Deployment：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deploy
namespace: default
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.15.4
创建完成后同样查看下 default 命名空间下面我们创建的一些资源对象：
# kubectl get po,rs,deploy -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-deploy-77f7d4c6b4-njfdl 1/1 Running 0 13s
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.extensions/nginx-deploy-77f7d4c6b4 1 1 1 13s
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.extensions/nginx-deploy 1/1 1 1 13s
我们可以看到 Pods 被成功创建了，但是，如果我们尝试做一些策略不允许的事情，正常来说就应该被拒绝了。 现在我们在 nginx-deploy 基础上添加hostNetwork: true来使用 hostNetwork 这个特权：（nginx-hostnetwork.yaml）
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-hostnetwork-deploy
namespace: default
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.15.4
hostNetwork: true # 注意添加hostNetwork
创建完成后同样查看 default 这个命名空间下面的一些资源对象:
# kubectl get po,rs,deploy -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.extensions/nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687 1 0 0 44s
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.extensions/nginx-hostnetwork-deploy 0/1 0 0 44s
现在我们发现 ReplicaSet 又没有创建 Pod 了，可以使用kubectl describe命令去查看这里我们创建的 ReplicaSet 资源对象来了解更多的信息：
# kubectl describe rs nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687
Name: nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687
......
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedCreate 80s (x15 over 2m42s) replicaset-controller Error creating: pods "nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687-" is forbidden: unable to validate against any pod security policy: [spec.securityContext.hostNetwork: Invalid value: true: Host network is not allowed to be used]
我们可以看到很明显 Hostnetwork 不被允许使用，但是在某些情况下，我们的确有在某个命名空间（比如 kube-system）下面创建使用 hostNetwork 的 Pod，这里就需要我们创建一个允许执行的 ClusterRole，然后为特定的命名空间创建一个 RoleBinding，将这里的 ClusterRole 和相关的控制器 ServiceAccount 进行绑定:(psp-permissive-rbac.yaml)
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: psp-permissive
rules:
- apiGroups:
- extensions
resources:
- podsecuritypolicies
resourceNames:
- permissive
verbs:
- use
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: RoleBinding
metadata:
name: psp-permissive
namespace: kube-system
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: psp-permissive
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: daemon-set-controller
namespace: kube-system
- kind: ServiceAccount
name: replicaset-controller
namespace: kube-system
- kind: ServiceAccount
name: job-controller
namespace: kube-system
现在，我们就可以在 kube-system 这个命名空间下面使用 hostNetwork 来创建 Pod 了，将上面的 nginx 资源清单更改成 kube-system 命名空间下面：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-hostnetwork-deploy
namespace: kube-system
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.15.4
hostNetwork: true
创建完成后同样查看下对应的资源对象创建情况：
# kubectl get po,rs,deploy -n kube-system -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687-7x8px 1/1 Running 0 2m1s
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.extensions/nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687 1 1 1 2m1s
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.extensions/nginx-hostnetwork-deploy 1/1 1 1 2m1s
现在我们可以看到 Pod 在 kube-system 这个命名空间下面创建成功了。
特定应用的ServiceAccount
如果我们现在有这样的一个需求，在某个命名空间下面要强制执行我们创建的 restrictive（限制性）策略，但是这个命名空间下面的某个应用需要使用 permissive（许可）策略，那么应该怎么办呢？在当前模型中，我们只有集群级别和命名空间级别的解析。为了给某个应用提供单独的许可策略，我们可以为应用的 ServiceAccount 提供使用 permissive 这个 ClusterRole 的能力。
比如，还是在默认的命名空间下面创建一个名为 specialsa 的 ServiceAccount:
kubectl create serviceaccount specialsa
然后创建一个 RoleBinding 将 specialsa 绑定到上面的 psp-permissive 这个 CluterRole 上:(specialsa-psp.yaml)
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: RoleBinding
metadata:
name: specialsa-psp-permissive
namespace: default
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: psp-permissive
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: specialsa
namespace: default
然后为我们上面的 Deployment 添加上 serviceAccount 属性:(nginx-hostnetwork-sa.yaml)
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-hostnetwork-deploy
namespace: default
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.15.4
hostNetwork: true
serviceAccount: specialsa # 注意这里使用的sa的权限绑定
这个时候我们查看 default 这个命名空间下面带有 hostNetwork 的 Pod 也创建成功了:
# kubectl get po,rs,deploy -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-hostnetwork-deploy-6c85dfbf95-hqt8j 1/1 Running 0 65s
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
replicaset.extensions/nginx-hostnetwork-deploy-6c85dfbf95 1 1 1 65s
replicaset.extensions/nginx-hostnetwork-deploy-74c8fbd687 0 0 0 31m
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.extensions/nginx-hostnetwork-deploy 1/1 1 1 31m