Kubernetes 证书过期怎么玩

2022 年 8 月 06 日
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前情提要

公司测试环境的 k8s 集群使用已经很长时间了,突然有一天开发联系我说 k8s 集群无法访问，开始以为是测试环境的机器磁盘空间不够了，导致组件异常或者把开发使用的镜像自动清理掉了，但是当登上机器去查验的时候发现不是这个原因。当时觉得也很疑惑。因为开发环境使用人数较少，不应该会出问题，所以就去查验 log 的相关报错信息。

问题现象

出现 k8s api 无法调取的现象，使用 kubectl 命令获取资源均返回如下报错:

$ Unable to connect to the server: x509: certificate has expired or is not yet valid

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经网上搜索之后发现应该是 k8s 集群的证书过期了，使用命令排查证书的过期时间

$ kubeadm alpha certs check-expiration

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发现确实是证书过期了

相关介绍以及问题解决

因为我们是使用 kubeadm 部署的 k8s 集群，所以更新起证书也是比较方便的，默认的证书时间有效期是一年，我们集群的 k8s 版本是 1.15.3 版本是可以使用以下命令来更新证书的，但是一年之后还是会到期，这样就很麻烦，所以我们需要了解一下 k8s 的证书，然后我们来生成一个时间很长的证书，这样我们就可以不用去总更新证书了。

$ kubeadm alpha certs renew all --config=kubeadm.yaml$ systemctl restart kubelet$ kubeadm init phase kubeconfig all --config kubeadm.yaml# 然后将生成的配置文件替换,重启 kube-apiserver、kube-controller、kube-scheduler、etcd 这4个容器即可

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另外 kubeadm 会在控制面板升级的时候自动更新所有证书，所以使用 kubeadm 搭建的集群最佳的做法是经常升级集群，这样可以确保你的集群保持最新状态并保持合理的安全性。但是对于实际的生产环境我们可能并不会去频繁的升级集群，所以这个时候我们就需要去手动更新证书。

下面我们通过调用 k8s 的 api 来实现更新一个 10 年的证书

首先在 /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml 文件加入配置

spec:  containers:  - command:    - kube-controller-manager    # 设置证书有效期为 10年    - --experimental-cluster-signing-duration=87600h    - --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt

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修改完成后 kube-controller-manager 会自动重启生效。然后我们需要使用下面的命令为 Kubernetes 证书 API 创建一个证书签名请求。如果您设置例如 cert-manager 等外部签名者，则会自动批准证书签名请求（CSRs）。否者，您必须使用 kubectl certificate 命令手动批准证书。以下 kubeadm 命令输出要批准的证书名称，然后等待批准发生：

# 需要将全部 pending 的证书全部批准$ kubeadm alpha certs renew all --use-api --config kubeadm.yaml &

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我们还不能直接重启控制面板的几个组件，这是因为使用 kubeadm 安装的集群对应的 etcd 默认是使用的 /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt 这个证书进行前面的，而上面我们用命令 kubectl certificate approve 批准过后的证书是使用的默认的 /etc/kubernetes/pki/ca.crt 证书进行签发的，所以我们需要替换 etcd 中的 ca 机构证书:

# 先拷贝静态 Pod 资源清单$ cp -r /etc/kubernetes/manifests/ /etc/kubernetes/manifests.bak$ vi /etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml......spec:  containers:  - command:    - etcd    # 修改为 CA 文件    - --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt    - --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt......    volumeMounts:    - mountPath: /var/lib/etcd      name: etcd-data    - mountPath: /etc/kubernetes/pki  # 更改证书目录      name: etcd-certs  volumes:  - hostPath:      path: /etc/kubernetes/pki  # 将 pki 目录挂载到 etcd 中去      type: DirectoryOrCreate    name: etcd-certs  - hostPath:      path: /var/lib/etcd      type: DirectoryOrCreate    name: etcd-data......

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由于 kube-apiserver 要连接 etcd 集群，所以也需要重新修改对应的 etcd ca 文件：

$ vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml......spec:  containers:  - command:    - kube-apiserver    # 将etcd ca文件修改为默认的ca.crt文件    - --etcd-cafile=/etc/kubernetes/pki/ca.crt......

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除此之外还需要替换 requestheader-client-ca-file 文件，默认是 /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt 文件，现在也需要替换成默认的 CA 文件，否则使用聚合 API，比如安装了 metrics-server 后执行 kubectl top 命令就会报错：

$ cp /etc/kubernetes/pki/ca.crt /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt$ cp /etc/kubernetes/pki/ca.key /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key

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这样我们就得到了一个 10 年证书的 k8s 集群，还可以通过重新编译 kubeadm 来实现一个 10 年证书的，这个我没有尝试，不过在初始化集群的时候也是一个方法。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/1eb170d9e31f36faac8a9cd99】。未经作者许可，禁止转载。

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学如逆水行舟,不进则退 2022.08.05 加入

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