使用 Kubernetes CSR 自定义 CA 集成

    这个特性需要 Kubernetes 版本 >= 1.18。

    此任务显示如何提供工作负载证书的自定义证书颁发机构Kubernetes CSR API。这个特性利用了，一个轻量级组件与Istiod链接，使用 Kubernetes CSR API 签署证书。

    这项任务分为两部分。第一部分演示了如何使用 Kubernetes CA 本身来签署工作负载证书。第二部分演示了如何使用与 Kubernetes CSR API 集成的自定义 CA 来为证书签名。

    注意，这个示例只用于基本计算。不建议在生产环境中使用 kubernetes.io/legacy-unknown。

    1. 使用 istioctl 在集群上部署 Istio，配置如下。

    2. 在 bookinfo 命名空间中部署 bookinfo 示例应用程序。确保在 Istio 根目录下执行以下命令。

      1. $ kubectl create ns bookinfo
      2. $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml) -n bookinfo

    验证安装的证书是否正确

    在部署工作负载时，它们会向 Istiod 发送 CSR 请求，Istiod 将它们转发到 Kubernetes CA 进行签名。如果一切顺利，签名的证书将被发送回安装它们的工作负载。要验证它们是否已由 Kubernetes CA 签名，您需要先提取已签名的证书。

    1. 获取在命名空间中运行的所有 pod。

      1. $ kubectl get pods -n bookinfo

      为下一步选择任何一个正在运行的 Pod。

    2. 获取 Istio 代理用于 mTLS 的证书链和 CA 根证书。

      1. $ istioctl pc secret <pod-name> -o json > proxy_secret

      proxy_secret json 文件在 trustedCA 字段中包含 mTLS 的 CA 根证书。请注意，此证书是 base64 编码的。

      1. $ kubectl get secrets -n bookinfo

      选择与任何服务帐号关联的 secrets 名称。它们的名称中有一个 “token”。

      输出中的 ca.crt 字段包含 base64 编码的 Kubernetes CA 证书。

    4. 将上一步获得的 ca.cert 与上一步中 TrustedCA 字段的内容进行比较。这两个应该是一样的。

    5. （可选）按照中的其余步骤确保服务之间的通信按预期进行。

    • 删除 istio-system 和 bookinfo 命名空间：

      1. $ kubectl delete ns istio-system
      2. $ kubectl delete ns bookinfo

    假设自定义 CA 实现了一个控制器，该控制器具有读取和签署 Kubernetes CSR 请求的必要权限。 更多细节请参考Kubernetes CSR 文档。请注意，以下步骤取决于外部源并且可能会发生变化。

    在 Kubernetes 集群中部署自定义 CA 控制器

    1. 对于此示例，我们使用开源证书颁发机构实现。此代码构建了一个控制器，该控制器读取 Kubernetes 集群上的 CSR 资源并使用本地密钥创建证书。按照页面上的说明进行操作:

      1. 构建 Certificate-Controller docker 镜像
      2. 将镜像上传到 Docker Registry
      3. 生成 Kubernetes manifest 以进行部署

    2. 将在上一步中生成的 Kubernetes 清单部署到 signer-ca-system 命名空间中的本地集群上。

      1. $ kubectl apply -f local-ca.yaml

      确认所有的服务都在运行。

      1. $ kubectl get services -n signer-ca-system
      2.   signer-ca-controller-manager-metrics-service   ClusterIP   10.8.9.25    none        8443/TCP   72s

    3. 获取 CA 的公钥。这是在 signer-ca-system 命名空间中的 “signer-ca-*” secrets 中编码的。

      1. $ kubectl get secrets signer-ca-5hff5h74hm -o json

      tls.crt 字段包含 base64 编码的公钥文件。记录下来以备将来使用。

    1. Istio 需要此步骤来验证工作负载证书是否已由正确的证书颁发机构签名，并将根证书添加到信任包以使 mTLS 正常工作。

    部署 Istio

    1. 使用 istioctl 在集群上部署 Istio，配置如下。

      1. $ cat <<EOF > ./istio.yaml
      2. apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
      3. kind: IstioOperator
      4. spec:
      6.     base:
      7.       k8s:
      8.         overlays:
      9.           # Amend ClusterRole to add permission for istiod to approve certificate signing by custom signer
      10.           - kind: ClusterRole
      11.             name: istiod-istio-system
      12.             patches:
      13.               - path: rules[-1]
      14.                 value: |
      15.                   apiGroups:
      16.                   - certificates.k8s.io
      17.                   resourceNames:
      18.                   # Name of k8s external Signer in this example
      19.                   - example.com/foo
      20.                   resources:
      21.                   - signers
      22.                   verbs:
      23.                   - approve
      24.     pilot:
      25.       k8s:
      26.         env:
      27.           # Indicate to Istiod that we use an external signer
      28.           - name: EXTERNAL_CA
      29.           # Indicate to Istiod the external k8s Signer Name
      30.           - name: K8S_SIGNER
      31.             value: example.com/foo
      32.         overlays:
      34.           name: istiod
      35.           patches:
      36.             - path: spec.template.spec.containers[0].volumeMounts[-1]
      37.               value: |
      38.                 # Mount external CA certificate into Istiod
      39.                 name: external-ca-cert
      40.                 mountPath: /etc/external-ca-cert
      41.                 readOnly: true
      42.             - path: spec.template.spec.volumes[-1]
      43.               value: |
      44.                 name: external-ca-cert
      45.                 secret:
      46.                   secretName: external-ca-cert
      47.                   optional: true
      48. EOF
      49. $ istioctl install --set profile=demo -f ./istio.yaml

    2. 在 bookinfo 命名空间中部署 bookinfo 示例应用程序。

      1. $ kubectl create ns bookinfo
      2. $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/bookinfo/platform/kube/bookinfo.yaml) -n bookinfo

    在部署工作负载时，它们会向 Istiod 发送 CSR 请求，Istiod 将它们转发到 Kubernetes CA 进行签名。如果一切顺利，签名的证书将被发送回安装它们的工作负载。要验证它们确实已由 Kubernetes CA 签名，您需要首先提取已签名的证书。

    1. 获取在命名空间中运行的所有 pod。

      1. $ kubectl get pods -n bookinfo

      为下一步选择任何正在运行的 Pod。

    2. 获取 Istio 代理用于 mTLS 的证书链和 CA 根证书。

      1. $ istioctl pc secret <pod-name> -o json > proxy_secret

      proxy_secret json 文件在 trustedCA 字段中包含 mTLS 的 CA 根证书。请注意，此证书是 base64 编码的。

    3. 将上述步骤中获得的 CA 根证书与 external-ca-cert 中的 ”root-cert.pem“ 值进行比较。这两个应该是一样的。

    4. （可选）按照bookinfo 示例中的其余步骤确保服务之间的通信按预期进行。

    清理第 2 部分

    • 删除 istio-system 和 bookinfo 命名空间:

    • 自定义 CA 集成 - 通过在 Kubernetes CSR 请求中指定签名者名称，此功能允许 Istio 使用 Kubernetes CSR API 接口与自定义证书颁发机构集成。这确实需要自定义 CA 来实现一个 Kubernetes 控制器来观察 CertificateSigningRequest 和 资源并对其采取行动。