手动生成证书

在使用客户端证书认证的场景下，你可以通过 easyrsa、openssl 或 cfssl 等工具以手工方式生成证书。

easyrsa

easyrsa 支持以手工方式为你的集群生成证书。

1. 下载、解压、初始化打过补丁的 easyrsa3。

   curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/easy-rsa/easy-rsa.tar.gz
   tar xzf easy-rsa.tar.gz
   cd easy-rsa-master/easyrsa3
   ./easyrsa init-pki
   

2. 生成新的证书颁发机构（CA）。参数 --batch 用于设置自动模式； 参数 --req-cn 用于设置新的根证书的通用名称（CN）。

   ./easyrsa --batch "--req-cn=${MASTER_IP}@`date +%s`" build-ca nopass
   

3. 生成服务器证书和秘钥。

   参数 --subject-alt-name 设置 API 服务器的 IP 和 DNS 名称。 MASTER_CLUSTER_IP 用于 API 服务器和控制器管理器，通常取 CIDR 的第一个 IP， 由 --service-cluster-ip-range 的参数提供。 参数 --days 用于设置证书的过期时间。 下面的示例假定你的默认 DNS 域名为 cluster.local。

   ./easyrsa --subject-alt-name="IP:${MASTER_IP},"\
   "IP:${MASTER_CLUSTER_IP},"\
   "DNS:kubernetes,"\
   "DNS:kubernetes.default,"\
   "DNS:kubernetes.default.svc,"\
   "DNS:kubernetes.default.svc.cluster,"\
   "DNS:kubernetes.default.svc.cluster.local" \
   --days=10000 \
   build-server-full server nopass
   

4. 拷贝文件 pki/ca.crt、pki/issued/server.crt 和 pki/private/server.key 到你的目录中。

5. 在 API 服务器的启动参数中添加以下参数：

   --client-ca-file=/yourdirectory/ca.crt
   --tls-cert-file=/yourdirectory/server.crt
   --tls-private-key-file=/yourdirectory/server.key
   

openssl

openssl 支持以手工方式为你的集群生成证书。

1. 生成一个 2048 位的 ca.key 文件

   openssl genrsa -out ca.key 2048
   

2. 在 ca.key 文件的基础上，生成 ca.crt 文件（用参数 -days 设置证书有效期）

   openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -subj "/CN=${MASTER_IP}" -days 10000 -out ca.crt
   

3. 生成一个 2048 位的 server.key 文件：

   openssl genrsa -out server.key 2048
   

4. 创建一个用于生成证书签名请求（CSR）的配置文件。 保存文件（例如：csr.conf）前，记得用真实值替换掉尖括号中的值（例如：<MASTER_IP>）。 注意：MASTER_CLUSTER_IP 就像前一小节所述，它的值是 API 服务器的服务集群 IP。 下面的例子假定你的默认 DNS 域名为 cluster.local。

   [ req ]
   default_bits = 2048
   prompt = no
   default_md = sha256
   req_extensions = req_ext
   distinguished_name = dn
   
   [ dn ]
   C = <country>
   ST = <state>
   L = <city>
   O = <organization>
   OU = <organization unit>
   CN = <MASTER_IP>
   
   [ req_ext ]
   subjectAltName = @alt_names
   
   [ alt_names ]
   DNS.1 = kubernetes
   DNS.2 = kubernetes.default
   DNS.3 = kubernetes.default.svc
   DNS.4 = kubernetes.default.svc.cluster
   DNS.5 = kubernetes.default.svc.cluster.local
   IP.1 = <MASTER_IP>
   IP.2 = <MASTER_CLUSTER_IP>
   
   [ v3_ext ]
   authorityKeyIdentifier=keyid,issuer:always
   basicConstraints=CA:FALSE
   keyUsage=keyEncipherment,dataEncipherment
   extendedKeyUsage=serverAuth,clientAuth
   subjectAltName=@alt_names
   

5. 基于上面的配置文件生成证书签名请求：

   openssl req -new -key server.key -out server.csr -config csr.conf
   

6. 基于 ca.key、ca.crt 和 server.csr 等三个文件生成服务端证书：

   openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key \
       -CAcreateserial -out server.crt -days 10000 \
       -extensions v3_ext -extfile csr.conf -sha256
   

7. 查看证书签名请求：

   openssl req  -noout -text -in ./server.csr
   

8. 查看证书：

   openssl x509  -noout -text -in ./server.crt
   

最后，为 API 服务器添加相同的启动参数。

cfssl

cfssl 是另一个用于生成证书的工具。

1. 下载、解压并准备如下所示的命令行工具。

   注意：你可能需要根据所用的硬件体系架构和 cfssl 版本调整示例命令。

   curl -L https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.5.0/cfssl_1.5.0_linux_amd64 -o cfssl
   chmod +x cfssl
   curl -L https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.5.0/cfssljson_1.5.0_linux_amd64 -o cfssljson
   chmod +x cfssljson
   curl -L https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.5.0/cfssl-certinfo_1.5.0_linux_amd64 -o cfssl-certinfo
   chmod +x cfssl-certinfo
   

2. 创建一个目录，用它保存所生成的构件和初始化 cfssl：

   mkdir cert
   cd cert
   ../cfssl print-defaults config > config.json
   ../cfssl print-defaults csr > csr.json
   

3. 创建一个 JSON 配置文件来生成 CA 文件，例如：ca-config.json：

   {
     "signing": {
       "default": {
         "expiry": "8760h"
       },
       "profiles": {
         "kubernetes": {
           "usages": [
             "signing",
             "key encipherment",
             "server auth",
             "client auth"
           ],
           "expiry": "8760h"
         }
       }
     }
   }
   

4. 创建一个 JSON 配置文件，用于 CA 证书签名请求（CSR），例如：ca-csr.json。 确认用你需要的值替换掉尖括号中的值。

   {
     "CN": "kubernetes",
     "key": {
       "algo": "rsa",
       "size": 2048
     },
     "names":[{
       "C": "<country>",
       "ST": "<state>",
       "L": "<city>",
       "O": "<organization>",
       "OU": "<organization unit>"
     }]
   }
   

5. 生成 CA 秘钥文件（ca-key.pem）和证书文件（ca.pem）：

   ../cfssl gencert -initca ca-csr.json | ../cfssljson -bare ca
   

6. 创建一个 JSON 配置文件，用来为 API 服务器生成秘钥和证书，例如：server-csr.json。 确认用你需要的值替换掉尖括号中的值。MASTER_CLUSTER_IP 是为 API 服务器 指定的服务集群 IP，就像前面小节描述的那样。 以下示例假定你的默认 DNS 域名为cluster.local。

   {
     "CN": "kubernetes",
     "hosts": [
       "127.0.0.1",
       "<MASTER_IP>",
       "<MASTER_CLUSTER_IP>",
       "kubernetes",
       "kubernetes.default",
       "kubernetes.default.svc",
       "kubernetes.default.svc.cluster",
       "kubernetes.default.svc.cluster.local"
     ],
     "key": {
       "algo": "rsa",
       "size": 2048
     },
     "names": [{
       "C": "<country>",
       "ST": "<state>",
       "L": "<city>",
       "O": "<organization>",
       "OU": "<organization unit>"
     }]
   }
   

7. 为 API 服务器生成秘钥和证书，默认会分别存储为server-key.pem 和 server.pem 两个文件。

   ../cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem \
        --config=ca-config.json -profile=kubernetes \
        server-csr.json | ../cfssljson -bare server
   

分发自签名的 CA 证书

客户端节点可能不认可自签名 CA 证书的有效性。 对于非生产环境，或者运行在公司防火墙后的环境，你可以分发自签名的 CA 证书到所有客户节点，并刷新本地列表以使证书生效。

在每一个客户节点，执行以下操作：

sudo cp ca.crt /usr/local/share/ca-certificates/kubernetes.crt
sudo update-ca-certificates

Updating certificates in /etc/ssl/certs...
1 added, 0 removed; done.
Running hooks in /etc/ca-certificates/update.d....
done.

证书 API

你可以通过 certificates.k8s.io API 提供 x509 证书，用来做身份验证， 如管理集群中的 TLS 认证文档所述。