为 Pod 配置服务账号

Kubernetes 为在集群中运行的客户端，或者与集群的控制平面有关系的客户端，提供了两种不同的方式来向 API 服务器进行身份验证。

一个_服务账户_为 Pod 中运行的进程提供身份，并映射到 ServiceAccount 对象。当你向 API 服务器进行身份验证时，你将自己标识为一个特定的_用户_。Kubernetes 承认用户的概念，但是 Kubernetes 本身**不**具有用户 API。

本任务指南是关于 Kubernetes API 中确实存在的 ServiceAccount。本指南向你展示了一些为 Pod 配置 ServiceAccount 的方法。

准备工作

你需要一个 Kubernetes 集群，并且 `kubectl` 命令行工具必须配置为与你的集群通信。建议在至少有两个不充当控制平面主机的节点组成的集群上运行本教程。如果你还没有集群，可以使用 minikube 创建一个，或者使用这些 Kubernetes 在线演练：

• iximiuz Labs
• Killercoda
• KodeKloud
• Play with Kubernetes

使用默认服务账户访问 API 服务器

当 Pod 访问 API 服务器时，Pod 会以特定的 ServiceAccount（例如 `default`）进行身份验证。每个命名空间中始终至少有一个 ServiceAccount。

每个 Kubernetes 命名空间都包含至少一个 ServiceAccount：该命名空间的默认 ServiceAccount，名为 `default`。如果你在创建 Pod 时没有指定 ServiceAccount，Kubernetes 会自动分配该命名空间中名为 `default` 的 ServiceAccount。

你可以获取已创建 Pod 的详细信息。例如：

kubectl get pods/<podname> -o yaml

在输出中，你会看到一个字段 `spec.serviceAccountName`。如果你在创建 Pod 时没有指定，Kubernetes 会自动设置该值。

在 Pod 中运行的应用程序可以使用自动挂载的服务账户凭据访问 Kubernetes API。参阅访问集群以了解更多信息。

当 Pod 以 ServiceAccount 进行身份验证时，其访问级别取决于正在使用的授权插件和策略。

Pod 删除后，API 凭据会自动撤销，即使存在 finalizer 也是如此。具体来说，API 凭据在 Pod 上设置的 `metadata.deletionTimestamp` (删除时间戳通常是接受**删除**请求的时间加上 Pod 的终止宽限期) 后 60 秒撤销。

选择不自动挂载 API 凭据

如果你不希望 kubelet 自动挂载 ServiceAccount 的 API 凭据，你可以选择退出默认行为。你可以通过在 ServiceAccount 上设置 `automountServiceAccountToken: false` 来选择不自动挂载 ServiceAccount 的 API 凭据到 `/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token`。

例如

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: build-robot
automountServiceAccountToken: false
...

你也可以选择不为特定 Pod 自动挂载 API 凭据：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  serviceAccountName: build-robot
  automountServiceAccountToken: false
  ...

如果 ServiceAccount 和 Pod 的 `spec` 都为 `automountServiceAccountToken` 指定了一个值，则 Pod 的规约优先。

使用多个 ServiceAccount

每个命名空间至少有一个 ServiceAccount：默认的 ServiceAccount 资源，名为 `default`。你可以使用以下命令列出当前命名空间中的所有 ServiceAccount 资源：

kubectl get serviceaccounts

输出类似于：

NAME      SECRETS    AGE
default   1          1d

你可以像这样创建额外的 ServiceAccount 对象：

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: build-robot
EOF

ServiceAccount 对象的名称必须是有效的 DNS 子域名。

如果你获取服务账户对象的完整转储，像这样：

kubectl get serviceaccounts/build-robot -o yaml

输出类似于：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  creationTimestamp: 2019-06-16T00:12:34Z
  name: build-robot
  namespace: default
  resourceVersion: "272500"
  uid: 721ab723-13bc-11e5-aec2-42010af0021e

你可以使用授权插件设置服务账户的权限。

要使用非默认服务账户，请将 Pod 的 `spec.serviceAccountName` 字段设置为你要使用的 ServiceAccount 的名称。

你只能在创建 Pod 时或在新的 Pod 模板中设置 `serviceAccountName` 字段。你不能更新已存在的 Pod 的 `.spec.serviceAccountName` 字段。

清理

如果你尝试从上面的示例中创建 `build-robot` ServiceAccount，可以通过运行以下命令进行清理：

kubectl delete serviceaccount/build-robot

手动为 ServiceAccount 创建 API 令牌

假设你有一个名为“build-robot”的现有服务账户，如前所述。

你可以使用 `kubectl` 获取该 ServiceAccount 的有时效性 API 令牌：

kubectl create token build-robot

该命令的输出是一个令牌，你可以使用它作为该 ServiceAccount 进行身份验证。你可以使用 `kubectl create token` 命令的 `--duration` 命令行参数请求特定的令牌持续时间（发行的令牌的实际持续时间可能更短，甚至可能更长）。

使用 `kubectl` v1.31 或更高版本，可以创建直接绑定到节点的 ServiceAccount 令牌：

kubectl create token build-robot --bound-object-kind Node --bound-object-name node-001 --bound-object-uid 123...456

令牌将一直有效，直到过期或关联的节点或服务账户被删除。

手动创建 ServiceAccount 的长期 API 令牌

如果你想获取 ServiceAccount 的 API 令牌，你可以创建一个带有特殊注解 `kubernetes.io/service-account.name` 的新 Secret。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: build-robot-secret
  annotations:
    kubernetes.io/service-account.name: build-robot
type: kubernetes.io/service-account-token
EOF

如果你使用以下命令查看 Secret：

kubectl get secret/build-robot-secret -o yaml

你可以看到 Secret 现在包含“build-robot”ServiceAccount 的 API 令牌。

由于你设置的注解，控制平面会自动为该 ServiceAccount 生成一个令牌，并将其存储在关联的 Secret 中。控制平面还会清理已删除 ServiceAccount 的令牌。

kubectl describe secrets/build-robot-secret

输出类似于：

Name:           build-robot-secret
Namespace:      default
Labels:         <none>
Annotations:    kubernetes.io/service-account.name: build-robot
                kubernetes.io/service-account.uid: da68f9c6-9d26-11e7-b84e-002dc52800da

Type:   kubernetes.io/service-account-token

Data
====
ca.crt:         1338 bytes
namespace:      7 bytes
token:          ...

当你删除一个关联了 Secret 的 ServiceAccount 时，Kubernetes 控制平面会自动从该 Secret 中清理掉长期令牌。

向服务账户添加 ImagePullSecrets

首先，创建一个 imagePullSecret。然后，验证它是否已创建。例如：

• 创建一个 imagePullSecret，如在 Pod 上指定 ImagePullSecrets 中所述。

  kubectl create secret docker-registry myregistrykey --docker-server=<registry name> \
          --docker-username=DUMMY_USERNAME --docker-password=DUMMY_DOCKER_PASSWORD \
          --docker-email=DUMMY_DOCKER_EMAIL
  

• 验证它是否已创建。

  kubectl get secrets myregistrykey
  

  输出类似于：

  NAME             TYPE                              DATA    AGE
  myregistrykey    kubernetes.io/.dockerconfigjson   1       1d
  

将镜像拉取 Secret 添加到服务账户

接下来，修改命名空间的默认服务账户，以使用此 Secret 作为 imagePullSecret。

kubectl patch serviceaccount default -p '{"imagePullSecrets": [{"name": "myregistrykey"}]}'

你可以通过手动编辑对象实现相同的效果：

kubectl edit serviceaccount/default

`sa.yaml` 文件的输出类似于：

你选择的文本编辑器将打开，配置看起来像这样：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  creationTimestamp: 2021-07-07T22:02:39Z
  name: default
  namespace: default
  resourceVersion: "243024"
  uid: 052fb0f4-3d50-11e5-b066-42010af0d7b6

使用你的编辑器，删除带有键 `resourceVersion` 的行，添加 `imagePullSecrets:` 的行并保存。保持 `uid` 值与你找到的相同。

进行这些更改后，编辑后的 ServiceAccount 看起来像这样：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  creationTimestamp: 2021-07-07T22:02:39Z
  name: default
  namespace: default
  uid: 052fb0f4-3d50-11e5-b066-42010af0d7b6
imagePullSecrets:
  - name: myregistrykey

验证新 Pod 是否已设置 imagePullSecrets

现在，当在当前命名空间中使用默认 ServiceAccount 创建新 Pod 时，新 Pod 的 `spec.imagePullSecrets` 字段会自动设置：

kubectl run nginx --image=<registry name>/nginx --restart=Never
kubectl get pod nginx -o=jsonpath='{.spec.imagePullSecrets[0].name}{"\n"}'

输出为：

myregistrykey

服务账户令牌卷投影

kubelet 还可以将 ServiceAccount 令牌投影到 Pod 中。你可以指定令牌的所需属性，例如受众和有效期。这些属性在默认 ServiceAccount 令牌上是**不可**配置的。当 Pod 或 ServiceAccount 被删除时，令牌也将对 API 失效。

你可以使用名为 `ServiceAccountToken` 的投影卷类型，为 Pod 的 `spec` 配置此行为。

此投影卷中的令牌是一个 JSON Web Token (JWT)。此令牌的 JSON 有效负载遵循定义明确的架构——一个 Pod 绑定令牌的有效负载示例：

{
  "aud": [  # matches the requested audiences, or the API server's default audiences when none are explicitly requested
    "https://kubernetes.default.svc"
  ],
  "exp": 1731613413,
  "iat": 1700077413,
  "iss": "https://kubernetes.default.svc",  # matches the first value passed to the --service-account-issuer flag
  "jti": "ea28ed49-2e11-4280-9ec5-bc3d1d84661a", 
  "kubernetes.io": {
    "namespace": "kube-system",
    "node": {
      "name": "127.0.0.1",
      "uid": "58456cb0-dd00-45ed-b797-5578fdceaced"
    },
    "pod": {
      "name": "coredns-69cbfb9798-jv9gn",
      "uid": "778a530c-b3f4-47c0-9cd5-ab018fb64f33"
    },
    "serviceaccount": {
      "name": "coredns",
      "uid": "a087d5a0-e1dd-43ec-93ac-f13d89cd13af"
    },
    "warnafter": 1700081020
  },
  "nbf": 1700077413,
  "sub": "system:serviceaccount:kube-system:coredns"
}

使用服务账户令牌投影启动 Pod

为了向 Pod 提供一个受众为 `vault` 且有效期为两小时的令牌，你可以定义一个类似于以下内容的 Pod 清单：

pods/pod-projected-svc-token.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx
    volumeMounts:
    - mountPath: /var/run/secrets/tokens
      name: vault-token
  serviceAccountName: build-robot
  volumes:
  - name: vault-token
    projected:
      sources:
      - serviceAccountToken:
          path: vault-token
          expirationSeconds: 7200
          audience: vault

创建 Pod

kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/pod-projected-svc-token.yaml

kubelet 将：代表 Pod 请求并存储令牌；将令牌通过可配置的文件路径提供给 Pod；并在令牌接近过期时刷新它。如果令牌的有效期超过其总生命周期 (TTL) 的 80%，或者令牌超过 24 小时，kubelet 会主动请求轮换令牌。

应用程序负责在令牌轮换时重新加载令牌。对于应用程序来说，按计划加载令牌（例如：每 5 分钟一次），而不跟踪实际过期时间，通常就足够了。

服务账户颁发者发现

如果已在集群中为 ServiceAccount 启用了令牌投影，那么你还可以使用发现功能。Kubernetes 提供了一种客户端作为_身份提供者_进行联邦的方式，以便一个或多个外部系统可以充当_依赖方_。

启用后，Kubernetes API 服务器通过 HTTP 发布 OpenID Provider Configuration 文档。该配置文档发布在 `/.well-known/openid-configuration`。OpenID Provider Configuration 有时被称为_发现文档_。Kubernetes API 服务器还会通过 HTTP 在 `/openid/v1/jwks` 发布相关的 JSON Web Key Set (JWKS)。

使用 RBAC 的集群包含一个名为 `system:service-account-issuer-discovery` 的默认 ClusterRole。一个默认的 ClusterRoleBinding 将此角色分配给 `system:serviceaccounts` 组，所有 ServiceAccount 都隐式属于该组。这允许在集群上运行的 Pod 通过其挂载的服务账户令牌访问服务账户发现文档。管理员还可以根据其安全要求以及他们打算与之联邦的外部系统，选择将该角色绑定到 `system:authenticated` 或 `system:unauthenticated`。

JWKS 响应包含依赖方可用于验证 Kubernetes 服务账户令牌的公钥。依赖方首先查询 OpenID Provider Configuration，并使用响应中的 `jwks_uri` 字段查找 JWKS。

在许多情况下，Kubernetes API 服务器无法在公共互联网上访问，但用户或服务提供商可以提供从 API 服务器缓存响应的公共端点。在这些情况下，可以通过向 API 服务器传递 `--service-account-jwks-uri` 标志来覆盖 OpenID Provider Configuration 中的 `jwks_uri`，使其指向公共端点，而不是 API 服务器的地址。与颁发者 URL 一样，JWKS URI 要求使用 `https` 方案。

下一步

另请参阅

• 阅读服务账户的集群管理员指南
• 阅读有关 Kubernetes 中的授权
• 阅读有关 Secret
  • 或学习使用 Secret 安全分发凭据
  • 但也要记住，使用 Secret 进行 ServiceAccount 身份验证已弃用。推荐的替代方案是ServiceAccount 令牌卷投影。
• 阅读有关 投影卷。
• 有关 OIDC 发现的背景知识，请阅读 ServiceAccount 签名密钥检索 Kubernetes 增强提案
• 阅读 OIDC 发现规范