如何在 Kubernetes 中管理集群证书

在 Kubernetes 集群中，为了保证通信的安全，需要使用证书进行认证和加密。证书管理是 Kubernetes 集群中比较重要的一部分。在本篇文章中，我们将深入介绍如何在 Kubernetes 中管理集群证书，包括生成证书、更新证书、证书续订等操作。

生成证书

在 Kubernetes 中生成证书一般采用自签证书的方式，即自己颁发证书。首先需要创建一个 CA(Certificate Authority) 证书，然后使用 CA 证书颁发 kube-api-server、kubelet 等组件的证书。下面是生成证书的具体步骤。

创建 CA 证书

首先，在生成 CA 证书的机器上，创建一个目录并进入目录中：

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创建一个 OpenSSL 的配置文件 ca-config.json，用于生成 CA 证书：

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其中 signing.profile.kubernetes.usages 字段表示该 CA 证书可以用来签署身份认证、服务端认证和客户端认证证书。

创建 OpenSSL 的配置文件 ca-csr.json，用于生成 CA 证书的签发请求：

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其中 names.OU 字段表示部门名称，CN 字段表示证书名称。

生成 CA 证书和私钥：

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其中最后一行 -extensions v3_ca -extfile ca-config.json 表示使用 ca-config.json 配置文件中的配置生成证书。

创建 kube-api-server 证书

kube-api-server 是 Kubernetes 中最主要的组件之一，所有的 API 访问都会经过它，因此它的证书必须要由 CA 颁发。下面是生成 kube-api-server 证书的具体步骤。

创建 OpenSSL 的配置文件 apiserver-csr.json，用于生成 kube-api-server 证书的签发请求：

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其中 hosts 字段表示 kube-api-server 可以使用的主机名。

生成 kube-api-server 证书和私钥：

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其中最后一行 -extensions v3_req -extfile ca-config.json 表示使用 ca-config.json 配置文件中的配置生成证书。

创建 kubelet 证书

kubelet 是 Kubernetes 中运行在 Node 节点上的组件，它负责管理 Node 上的容器。下面是生成 kubelet 证书的具体步骤。

创建 OpenSSL 的配置文件 kubelet-csr.json，用于生成 kubelet 证书的签发请求：

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其中 CN 字段是在 Kubernetes 中的 Node 的名称。

生成 kubelet 证书和私钥：

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颁发证书

在证书生成后，将 kube-api-server.pem、kube-api-server-key.pem、kubelet.pem、kubelet-key.pem、ca.pem 复制到对应的目录中即可。下面是复制命令：

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更新证书

当证书过期或是需要更新证书时，需要重新生成证书并在集群中更新证书。下面是更新证书的具体步骤。

首先，重新生成对应的证书，然后将新的证书和私钥复制到对应的目录中。

然后，重启组件，使其使用新的证书。下面是重启命令：

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在更新证书时，需要注意不能使用 kubeadm init 命令重新初始化集群，否则会将集群销毁，需要重新安装集群。

证书续订

证书有一定的有效期，过期后需要重新生成证书。对于 Kubernetes 集群证书，可以使用 cert-manager 进行自动续订，避免证书过期。

cert-manager 可以通过简单的配置，为 Kubernetes 集群管理证书，并可以在到期前自动进行证书续订，简化了证书管理的过程。如果要了解更多关于 cert-manager 的信息，请参考官方文档。

总结

本文主要介绍了如何在 Kubernetes 集群中管理集群证书，包括生成证书、更新证书和证书续订等操作。证书管理是 Kubernetes 集群中比较重要的一部分，需要掌握好。如果您有其他问题，可以参阅相关文档，也可以在 Kubernetes 官方社区寻求帮助。

附：kubernetes 证书保管类脚本

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将以上脚本保存为 bash 文件，并且添加sudo权限后使用即可。

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