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PKI 인증서 및 요구 사항 concept 40

쿠버네티스는 TLS를 통한 인증을 위해서 PKI 인증서가 필요하다. 만약 kubeadm으로 쿠버네티스를 설치한다면, 클러스터에 필요한 인증서는 자동으로 생성된다. 또한 더 안전하게 자신이 소유한 인증서를 생성할 수 있다. 이를 테면, 개인키를 API 서버에 저장하지 않으므로 더 안전하게 보관할 수 있다. 이 페이지는 클러스터가 필요로 하는 인증서에 대해서 설명한다.

클러스터에서 인증서가 이용되는 방식

쿠버네티스는 다음 작업에서 PKI를 필요로 한다.

  • kubelet에서 API 서버 인증서를 인증시 사용하는 클라이언트 인증서
  • API 서버가 kubelet과 통신하기 위한 kubelet 서버 인증서
  • API 서버 엔드포인트를 위한 서버 인증서
  • API 서버에 클러스터 관리자 인증을 위한 클라이언트 인증서
  • API 서버에서 kubelet과 통신을 위한 클라이언트 인증서
  • API 서버에서 etcd 간의 통신을 위한 클라이언트 인증서
  • 컨트롤러 매니저와 API 서버 간의 통신을 위한 클라이언트 인증서/kubeconfig
  • 스케줄러와 API 서버간 통신을 위한 클라이언트 인증서/kubeconfig
  • front-proxy를 위한 클라이언트와 서버 인증서

{{< note >}} front-proxy 인증서는 kube-proxy에서 API 서버 확장을 지원할 때만 kube-proxy에서 필요하다. {{< /note >}}

etcd 역시 클라이언트와 피어 간에 상호 TLS 인증을 구현한다.

인증서를 저장하는 위치

만약 쿠버네티스를 kubeadm으로 설치했다면, 대부분의 인증서는 /etc/kubernetes/pki에 저장된다. 이 문서에 언급된 모든 파일 경로는 그 디렉터리에 상대적이나, kubeadm이 /etc/kubernetes에 저장하는 사용자 어카운트 인증서는 예외이다.

인증서 수동 설정

필요한 인증서를 kubeadm으로 생성하기 싫다면, 단일 루트 CA를 이용하거나 모든 인증서를 제공하여 생성할 수 있다. 소유한 인증기관을 이용해서 생성하는 방법에 대해서는 인증서를 살펴본다. 인증서를 관리하는 방법에 대해서는 kubeadm을 사용한 인증서 관리를 살펴본다.

단일 루트 CA

관리자에 의해 제어되는 단일 루트 CA를 만들 수 있다. 이 루트 CA는 여러 중간 CA를 생성할 수 있고, 모든 추가 생성에 관해서도 쿠버네티스 자체에 위임할 수 있다.

필요 CA:

경로 기본 CN 설명
ca.crt,key kubernetes-ca 쿠버네티스 일반 CA
etcd/ca.crt,key etcd-ca 모든 etcd 관련 기능을 위해서
front-proxy-ca.crt,key kubernetes-front-proxy-ca front-end proxy 위해서

위의 CA외에도, 서비스 계정 관리를 위한 공개/개인 키 쌍인 sa.key 와 sa.pub 을 얻는 것이 필요하다. 다음은 이전 표에 나온 CA 키와 인증서 파일을 보여준다.

/etc/kubernetes/pki/ca.crt
/etc/kubernetes/pki/ca.key
/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key
/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key

모든 인증서

이런 개인키를 API 서버에 복사하기 원치 않는다면, 모든 인증서를 스스로 생성할 수 있다.

필요한 인증서:

기본 CN 부모 CA O (주체에서) 종류 호스트 (SAN)
kube-etcd etcd-ca server, client <hostname>, <Host_IP>, localhost, 127.0.0.1
kube-etcd-peer etcd-ca server, client <hostname>, <Host_IP>, localhost, 127.0.0.1
kube-etcd-healthcheck-client etcd-ca client
kube-apiserver-etcd-client etcd-ca system:masters client
kube-apiserver kubernetes-ca server <hostname>, <Host_IP>, <advertise_IP>, [1]
kube-apiserver-kubelet-client kubernetes-ca system:masters client
front-proxy-client kubernetes-front-proxy-ca client

[1]: 클러스터에 접속한 다른 IP 또는 DNS 이름(kubeadm이 사용하는 로드 밸런서 안정 IP 또는 DNS 이름, kubernetes, kubernetes.default, kubernetes.default.svc, kubernetes.default.svc.cluster, kubernetes.default.svc.cluster.local)

kind는 하나 이상의 x509 키 사용 종류를 가진다.

종류 키 사용
server digital signature, key encipherment, server auth
client digital signature, key encipherment, client auth

{{< note >}} 위에 나열된 호스트/SAN은 작업 중인 클러스터를 획득하는데 권장된다. 특정 설정이 필요한 경우, 모든 서버 인증서에 SAN을 추가할 수 있다. {{< /note >}}

{{< note >}} kubeadm 사용자만 해당:

  • 개인 키 없이 클러스터 CA 인증서에 복사하는 시나리오는 kubeadm 문서에서 외부 CA라고 한다.
  • 위 목록을 kubeadm이 생성한 PKI와 비교하는 경우, kube-etcd, kube-etcd-peer 와 kube-etcd-healthcheck-client 인증서는 외부 etcd 케이스에서는 생성하지 않는 것을 알고 있어야 한다.

{{< /note >}}

인증서 파일 경로

인증서는 권고하는 파일 경로에 존재해야 한다(kubeadm에서 사용되는 것처럼). 경로는 위치에 관계없이 주어진 파라미터를 사용하여 지정해야 한다.

기본 CN 권고되는 키 파일 경로 권고하는 인증서 파일 경로 명령어 키 파라미터 인증서 파라미터
etcd-ca etcd/ca.key etcd/ca.crt kube-apiserver --etcd-cafile
kube-apiserver-etcd-client apiserver-etcd-client.key apiserver-etcd-client.crt kube-apiserver --etcd-keyfile --etcd-certfile
kubernetes-ca ca.key ca.crt kube-apiserver --client-ca-file
kubernetes-ca ca.key ca.crt kube-controller-manager --cluster-signing-key-file --client-ca-file, --root-ca-file, --cluster-signing-cert-file
kube-apiserver apiserver.key apiserver.crt kube-apiserver --tls-private-key-file --tls-cert-file
kube-apiserver-kubelet-client apiserver-kubelet-client.key apiserver-kubelet-client.crt kube-apiserver --kubelet-client-key --kubelet-client-certificate
front-proxy-ca front-proxy-ca.key front-proxy-ca.crt kube-apiserver --requestheader-client-ca-file
front-proxy-ca front-proxy-ca.key front-proxy-ca.crt kube-controller-manager --requestheader-client-ca-file
front-proxy-client front-proxy-client.key front-proxy-client.crt kube-apiserver --proxy-client-key-file --proxy-client-cert-file
etcd-ca etcd/ca.key etcd/ca.crt etcd --trusted-ca-file, --peer-trusted-ca-file
kube-etcd etcd/server.key etcd/server.crt etcd --key-file --cert-file
kube-etcd-peer etcd/peer.key etcd/peer.crt etcd --peer-key-file --peer-cert-file
etcd-ca etcd/ca.crt etcdctl --cacert
kube-etcd-healthcheck-client etcd/healthcheck-client.key etcd/healthcheck-client.crt etcdctl --key --cert

서비스 계정 키 쌍에도 동일한 고려 사항이 적용된다.

개인키 경로 공개 키 경로 명령어 파라미터
sa.key kube-controller-manager --service-account-private-key-file
sa.pub kube-apiserver --service-account-key-file

다음은 키와 인증서를 모두 생성할 때에 제공해야 하는 이전 표에 있는 파일의 경로를 보여준다.

/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key
/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
/etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key
/etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt
/etc/kubernetes/pki/ca.key
/etc/kubernetes/pki/ca.crt
/etc/kubernetes/pki/apiserver.key
/etc/kubernetes/pki/apiserver.crt
/etc/kubernetes/pki/apiserver-kubelet-client.key
/etc/kubernetes/pki/apiserver-kubelet-client.crt
/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key
/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
/etc/kubernetes/pki/front-proxy-client.key
/etc/kubernetes/pki/front-proxy-client.crt
/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key
/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt
/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key
/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt
/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.key
/etc/kubernetes/pki/etcd/healthcheck-client.crt
/etc/kubernetes/pki/sa.key
/etc/kubernetes/pki/sa.pub

각 사용자 계정을 위한 인증서 설정하기

반드시 이런 관리자 계정과 서비스 계정을 설정해야 한다.

파일명 자격증명 이름 기본 CN O (주체에서)
admin.conf default-admin kubernetes-admin system:masters
kubelet.conf default-auth system:node:<nodeName> (note를 보자) system:nodes
controller-manager.conf default-controller-manager system:kube-controller-manager
scheduler.conf default-scheduler system:kube-scheduler

{{< note >}} kubelet.conf을 위한 <nodeName>값은 API 서버에 등록된 것처럼 kubelet에 제공되는 노드 이름 값과 반드시 정확히 일치해야 한다. 더 자세한 내용은 노드 인증을 살펴보자. {{< /note >}}

  1. 각 환경 설정에 대해 주어진 CN과 O를 이용하여 x509 인증서와 키쌍을 생성한다.

  2. 각 환경 설정에 대해 다음과 같이 kubectl를 실행한다.

KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-cluster default-cluster --server=https://<host ip>:6443 --certificate-authority <path-to-kubernetes-ca> --embed-certs
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-credentials <credential-name> --client-key <path-to-key>.pem --client-certificate <path-to-cert>.pem --embed-certs
KUBECONFIG=<filename> kubectl config set-context default-system --cluster default-cluster --user <credential-name>
KUBECONFIG=<filename> kubectl config use-context default-system

이 파일들은 다음과 같이 사용된다.

파일명 명령어 설명
admin.conf kubectl 클러스터 관리자를 설정한다.
kubelet.conf kubelet 클러스터 각 노드를 위해 필요하다.
controller-manager.conf kube-controller-manager 반드시 매니페스트를 manifests/kube-controller-manager.yaml에 추가해야 한다.
scheduler.conf kube-scheduler 반드시 매니페스트를 manifests/kube-scheduler.yaml에 추가해야 한다.

다음의 파일은 이전 표에 나열된 파일의 전체 경로를 보여준다.

/etc/kubernetes/admin.conf
/etc/kubernetes/kubelet.conf
/etc/kubernetes/controller-manager.conf
/etc/kubernetes/scheduler.conf