Etcd教程 — 第四章 Etcd集群安全配置

前言

本文是在 Etcd教程 — 第二章 Etcd集群静态发现 2.4节 多机搭建Etcd集群 基础上进行的。

1 TLS 与 SSL

互联网的通信安全，建立在 SSL/TLS 协议之上。不使用 SSL/TLS 的 HTTP 通信，就是不加密的通信。所有信息明文传播，带来了三大风险：

• 窃听风险（eavesdropping）：第三方可以获知通信内容。
• 篡改风险（tampering）：第三方可以修改通信内容。
• 冒充风险（pretending）：第三方可以冒充他人身份参与通信。

SSL/TLS 协议是为了解决这三大风险而设计的，希望达到：

• 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。
• 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
• 配备身份证书，防止身份被冒充。

想要实现数据 HTTPS 加密协议访问，保障数据的安全，就需要 SSL 证书，TLS 是 SSL 与 HTTPS 安全传输层协议名称。

2 下载安装

为了进行实践，我们将会安装一些实用的命令行工具，其中包括 cfssl、cfssljson。

cfssl 是 CloudFlare 的 PKI/TLS 利器。 它既是命令行工具，又可以用于签名，验证和捆绑 TLS 证书的 HTTP API 服务器，环境构建方面需要 Go 1.12+。

cfssljson 程序，从 cfssl 获取 JSON 输出，并将证书、密钥、CSR和 bundle 写入指定位置。

2.1 选择cfssl版本

在 https://github.com/cloudflare/cfssl/releases 可以看到最新版本的目前是1.6.1

2.2 下载 cfssl

在/usr/local/src 下载

cd /usr/local/src

wget https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.6.1/cfssl_1.6.1_linux_amd64

wget https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.6.1/cfssljson_1.6.1_linux_amd64

wget https://github.com/cloudflare/cfssl/releases/download/v1.6.1/cfssl-certinfo_1.6.1_linux_amd64

#拷贝文件到/usr/local/bin/目录下

cp cfssl_1.6.1_linux_amd64 /usr/local/bin/cfssl

cp cfssljson_1.6.1_linux_amd64 /usr/local/bin/cfssljson

cp cfssl-certinfo_1.6.1_linux_amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo

2.3 赋予执行权限

chmod +x /usr/local/bin/cfssl*

2.4 查看安装结果

cfssl version

结果：

[root@etcd01 src]# cfssl version
Version: 1.6.1
Runtime: go1.12.12

3 TLS 加密实践

3.1 介绍

client certificate： 用于服务端认证客户端，例如etcdctl、etcd proxy、fleetctl、docker客户端。
server certificate：服务端使用，客户端以此验证服务端身份，例如docker服务端、kube-apiserver。
peer certificate：双向证书，用于etcd集群成员间通信。

3.2 配置CA并创建TLS证书

仅需要在单个节点上生成相关证书即可，然后再把证书复制到其他节点上。

3.2.1 创建ca配置文件 (ca-config.json)

"ca-config.json"：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个 profile；

"signing"：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；

"server auth"：表示client可以用该 CA 对server提供的证书进行验证；

"client auth"：表示server可以用该CA对client提供的证书进行验证；

在 /opt/cfssl/ 下创建配置文件

vim ca-config.json

{
   
   
    "signing": {
   
   
        "default": {
   
   
            "expiry": "87600h"
        },
        "profiles": {
   
   
            "etcd": {
   
   
                "expiry": "87600h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "server auth",
                    "client auth"
                ]
            }
        }
    }
}

3.2.2 创建ca证书签名(ca-csr.json)

“CN”：Common Name，从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；
“O”：Organization，从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)；
这两个参数在后面的kubernetes启用RBAC模式中很重要，因为需要设置kubelet、admin等角色权限，那么在配置证书的时候就必须配置对了，具体后面在部署kubernetes的时候会进行讲解。
“在etcd这两个参数没太大的重要意义，跟着配置就好。”

创建配置文件

vim ca-csr.json

{
   
   
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
   
   
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
   
   
            "C": "CN",
            "L": "shanghai",
            "ST": "shanghai"
        }
    ]
}

3.2.3 生成ca证书和私钥

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

ls
ca-config.json  ca-csr.json ca.csr ca.pem(ca公钥) ca-key.pem(ca私钥,妥善保管)

3.3 生成etcd server端证书

3.3.1 新建ca配置文件 (server-csr.json)

vim server-csr.json