为 Pod 配置服务账号

Kubernetes 为在集群内运行的客户端，或与集群 控制平面 有某种关联的客户端，提供了两种截然不同的方式来验证其对 API 服务器 的访问权限。

服务账户 (ServiceAccount) 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，然而，Kubernetes 本身并**没有**用户 API。

本任务指南介绍了 ServiceAccount，它们存在于 Kubernetes API 中。本指南将向你展示为 Pod 配置 ServiceAccount 的一些方法。

开始之前

你需要有一个 Kubernetes 集群，并且必须配置 kubectl 命令行工具以与你的集群通信。建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，可以通过 minikube 创建一个，或者使用以下 Kubernetes 演练场之一。

• iximiuz Labs
• Killercoda
• KodeKloud

使用默认服务账户访问 API 服务器

当 Pod 联系 API 服务器时，它们会以特定的 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 会自动将该命名空间中名为 default 的 ServiceAccount 分配给它。

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 spec.serviceAccountName 字段。如果你在创建 Pod 时没有指定该值，Kubernetes 会自动设置它。

在 Pod 内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。请参阅 访问集群 以了解更多信息。

当 Pod 以 ServiceAccount 身份进行验证时，其访问级别取决于所使用的 授权插件和策略。

即使存在终结器 (finalizers)，API 凭据也会在 Pod 被删除时自动撤销。具体来说，API 凭据会在 Pod 上设置的 .metadata.deletionTimestamp 之后 60 秒撤销（删除时间戳通常是 删除 请求被接受的时间加上 Pod 的终止宽限期）。

禁用 API 凭据自动挂载

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，选择不将 API 凭据自动挂载到 /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的 Pod 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 都指定了 automountServiceAccountToken 的值，则以 Pod 的规格为准。

使用多个 ServiceAccount

每个命名空间至少有一个 ServiceAccount：名为 default 的默认 ServiceAccount 资源。你可以通过以下命令列出 当前命名空间 中的所有 ServiceAccount 资源：

kubectl get serviceaccounts

输出类似于此

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。

如果你获取了 ServiceAccount 对象的完整转储，如下所示：

kubectl get serviceaccounts/build-robot -o yaml

输出类似于此

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来 设置服务账户的权限。

要使用非默认的服务账户，请将 Pod 的 spec.serviceAccountName 字段设置为你希望使用的 ServiceAccount 名称。

你只能在创建 Pod 时，或在新 Pod 的模板中设置 serviceAccountName 字段。你不能更新已存在 Pod 的 .spec.serviceAccountName 字段。

清理

如果你尝试创建了上述示例中的 build-robot ServiceAccount，你可以通过运行以下命令来清理它：

kubectl delete serviceaccount/build-robot

为 ServiceAccount 手动创建 API 令牌

假设你有一个如前所述名为 "build-robot" 的现有服务账户。

你可以使用 kubectl 获取该 ServiceAccount 的限时 API 令牌：

kubectl create token build-robot

该命令的输出是一个可用于以该 ServiceAccount 身份进行验证的令牌。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（实际颁发的令牌持续时间可能会更短，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服务账户令牌：

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

该令牌将在过期、关联的节点或服务账户被删除之前有效。

为 ServiceAccount 手动创建长期有效的 API 令牌

如果你想获取 ServiceAccount 的 API 令牌，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

你可以看到该 Secret 现在包含了 "build-robot" ServiceAccount 的 API 令牌。

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

kubectl describe secrets/build-robot-secret

输出类似于此

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:          ...

当你删除具有关联 Secret 的 ServiceAccount 时，Kubernetes 控制平面会自动清理该 Secret 中的长期令牌。

将 ImagePullSecrets 添加到服务账户

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

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

  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
  

  输出类似于此

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

将镜像拉取密钥添加到服务账户

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来实现相同的结果：

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，其中包含类似这样的配置：

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

使用编辑器，删除 resourceVersion 键所在的行，添加 imagePullSecrets: 行，然后保存。保留 uid 值与你发现的一致。

进行这些更改后，编辑后的 ServiceAccount 看起来类似于：

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 是否设置了 imagePullSecrets

现在，当在当前命名空间中创建使用默认 ServiceAccount 的新 Pod 时，新 Pod 会自动设置其 spec.imagePullSecrets 字段。

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

输出如下：

myregistrykey

ServiceAccount 令牌卷投影

kubelet 也可以将 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。这些属性在默认的 ServiceAccount 令牌上是不可配置的。当 Pod 或 ServiceAccount 被删除时，该令牌在 API 上也会失效。

你可以使用称为 ServiceAccountToken 的 投影卷 (projected volume) 类型，为 Pod 的 spec 配置此行为。

来自此投影卷的令牌是一个 JSON Web 令牌 (JWT)。该令牌的 JSON 有效负载遵循定义明确的模式——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

要为 Pod 提供受众为 vault 且有效期为两小时的令牌，你可以定义一个类似以下的 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；使令牌在可配置的文件路径下对 Pod 可用；并在令牌接近过期时刷新它。如果令牌的生存时间 (TTL) 超过 80%，或者令牌已超过 24 小时，kubelet 会主动请求轮换该令牌。

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

服务账户颁发者发现

如果你已在集群中为 ServiceAccount 启用了 令牌投影 (token projection)，那么你也可以使用发现功能。Kubernetes 提供了一种客户端联合作为 身份提供者 (identity provider) 的方式，以便一个或多个外部系统可以作为 信赖方 (relying party) 行事。

启用后，Kubernetes API 服务器会通过 HTTP 发布 OpenID 提供者配置文档。该配置文档发布在 /.well-known/openid-configuration。OpenID 提供者配置有时被称为 发现文档 (discovery document)。Kubernetes API 服务器还会通过 HTTP 在 /openid/v1/jwks 处发布相关的 JSON Web 密钥集 (JWKS)。

使用 RBAC 的集群包含一个名为 system:service-account-issuer-discovery 的默认 ClusterRole。默认的 ClusterRoleBinding 会将此角色分配给 system:serviceaccounts 组，所有 ServiceAccount 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。此外，管理员还可以根据其安全要求以及他们打算与之联合的外部系统，选择将该角色绑定到 system:authenticated 或 system:unauthenticated。

JWKS 响应包含信赖方可用于验证 Kubernetes 服务账户令牌的公钥。信赖方首先查询 OpenID 提供者配置，并使用响应中的 jwks_uri 字段找到 JWKS。

在许多情况下，Kubernetes API 服务器在公共互联网上不可用，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，覆盖 OpenID 提供者配置中的 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 也要求使用 https 方案。

接下来

另请参阅

• 阅读 服务账户集群管理员指南
• 了解有关 Kubernetes 中的授权 的信息
• 了解有关 Secret 的信息
  • 或学习 如何使用 Secret 安全地分发凭据
  • 但也要记住，使用 Secret 进行 ServiceAccount 身份验证已被弃用。推荐的替代方案是 ServiceAccount 令牌卷投影。
• 阅读有关 投影卷 (projected volumes) 的信息。
• 有关 OIDC 发现的背景信息，请阅读 ServiceAccount 签名密钥检索 Kubernetes 增强提案
• 阅读 OIDC 发现规范