作者：scwang18，次要负责技术架构，在容器云方向颇有钻研。
前言
KubeSphere 集群默认装置的证书是自签发证书，浏览器拜访拜访会收回平安揭示。本文记录了利用 let's encrytp 泛域名证书实现 Kubernetes 集群内部服务主动证书配置和证书到期自动更新，反对 HTTPS 拜访。咱们还部署了证书主动散发组件，实现证书文件主动散发到其余 namespace 。
架构
在 KubeSphere 集群中应用 HTTPS 协定，须要一个证书管理器、一个证书主动签发服务
cert-manager 是一个云原生证书治理开源我的项目，用于在 KubeSphere 集群中提供 HTTPS 证书并主动续期，反对 Let’s Encrypt, HashiCorp Vault 这些收费证书的签发。在 KubeSphere 集群中，咱们能够通过 Kubernetes Ingress 和 Let’s Encrypt 实现内部服务的自动化 HTTPS。
Issuers/ClusterIssuers：定义应用什么证书颁发机构 (CA) 来去颁发证书，Issuers 和 ClusterIssuers 区别是： issuers 是一个名称空间级别的资源，只能用来签发本人所在 namespace 下的证书，ClusterIssuer 是个集群级别的资源 能够签发任意 namespace 下的证书
Certificate：定义所需的 X.509 证书，该证书将更新并放弃最新。Certificate 是一个命名空间资源，当 Certificate 被创立时，它会去创立相应的 CertificateRequest 资源来去申请证书。
装置证书管理器
装置证书管理器比较简单，间接执行以下脚本就能够了。
$ kubectl create ns cert-manager$ helm uninstall cert-manager -n cert-manager$ helm install cert-manager jetstack/cert-manager \ -n cert-manager \ --version v1.8.0 \ --set installCRDs=true \ --set prometheus.enabled=false \ --set 'extraArgs={--dns01-recursive-nameservers-only,--dns01-recursive-nameservers=119.29.29.29:53\,8.8.8.8:53}' 抉择证书颁发者
cert-manager 反对以下几种证书颁发者：
- SelfSigned
- CA
- Vault
- Venafi
- External
- ACME
咱们抉择应用 ACME 来颁发证书。
抉择证书校验形式
罕用的校验形式有 HTTP-01 、DNS-01 。
DNS-01 校验原理
DNS-01 的校验原理是利用 DNS 提供商的 API Key 拿到 DNS 管制权限， 在 Let’s Encrypt 为 ACME 客户端提供令牌后，ACME 客户端 (cert-manager) 将创立从该令牌和我的帐户密钥派生的 TXT 记录，并将该记录放在 _acme-challenge。 而后 Let’s Encrypt 将向 DNS 零碎查问该记录，如果找到匹配项，就能够颁发证书。此办法反对泛域名证书。
HTTP-01 校验原理
HTTP-01 的校验原理是给域名指向的 HTTP 服务减少一个长期 location ，Let’s Encrypt 会发送 HTTP 申请到 http:///.well-known/acme-challenge/，参数中 YOUR_DOMAIN 就是被校验的域名，TOKEN 是 ACME 协定的客户端负责搁置的文件，ACME 客户端就是 cert-manager，它通过批改或创立 Ingress 规定来减少这个长期校验门路并指向提供 TOKEN 的服务。Let’s Encrypt 会比照 TOKEN 是否合乎预期，校验胜利后就会颁发证书。此办法仅实用于给应用 Ingress 裸露流量的服务颁发证书，不反对泛域名证书。
优劣比照
HTTP-01 的校验形式的长处是: 配置简略通用，不论应用哪个 DNS 提供商都能够应用雷同的配置办法；毛病是：须要依赖 Ingress，如果服务不是通过 Ingress 裸露的就不实用，而且不反对泛域名证书。
DNS-01 的校验形式的长处是没有 HTTP-01 校验形式毛病，不依赖 Ingress，也反对泛域名；毛病就是不同 DNS 提供商的配置形式不一样，而且只有 cert-manager 反对的 DNS 提供商才能够抉择这种形式。
Cert-manager 反对应用内部 webhook 的接入 DNS 提供商，正好公司应用腾讯云的 DNSPOD 属于反对的行列。咱们能够抉择 DNS-01 。
HTTP-01 配置示例
这个配置示例仅供参考，应用这种形式，有多少的 Ingress 服务，就须要申请多少张证书，比拟麻烦，然而配置较为简单，不依赖 DNS 服务商。
1. 创立 CA 群集证书颁发者
证书管理器须要 Issuer 或 ClusterIssuer 资源，能力颁发证书。 这两种 Kubernetes 资源的性能完全相同，区别在于 Issuer 实用于繁多命名空间，而 ClusterIssuer 实用于所有命名空间。
# ClusterIssuer.yamlapiVersion: cert-manager.io/v1kind: ClusterIssuermetadata: name: letsencryptspec: acme: email: scwang18@xxx.xxx server: https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory privateKeySecretRef: name: issuer-account-key solvers: - http01: ingress: class: nginx阐明：
- metadata.name: 是咱们创立的签发机构的名称，前面咱们创立证书的时候会援用它；
- spec.acme.email: 是你本人的邮箱，证书快过期的时候会有邮件揭示，不过 cert-manager 会利用 acme 协定主动给咱们从新颁发证书来续期；
- spec.acme.server: 是 acme 协定的服务端，咱们应用 Let’s Encrypt；
- spec.acme.privateKeySecretRef: 批示此签发机构的私钥将要存储到哪个 Secret 对象中；
- spec.acme.solvers: 这里批示签发机构校验形式，有 http01 和 dns01 两种，该字段下配置的 class 和 name 只能同时存在一个， class 指定应用的 Ingress class 名称， name 比拟少用，通常用于 Kubernetes 的 Ingress。
$ kubectl apply -f ClusterIssuer.yaml -n cert-manager执行胜利后，会将申请的证书文件搁置在 issuer-account-key 这个 Secret 中。
查看证书是否主动创立胜利：
$ kubectl -n infra get certificate2. 在 Ingress 中应用上步申请到的 SSL 证书
# ingreess-wikijs.yamlapiVersion: networking.k8s.io/v1kind: Ingressmetadata: annotations: cert-manager.io/cluster-issuer: letsencrypt nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "0" name: ingress-wikijsspec: ingressClassName: nginx rules: - host: wiki.xxx.xxx http: paths: - backend: service: name: wikijs port: number: 3000 path: / pathType: Prefix tls: - hosts: - wikijs.xxx.xxx secretName: ingress-wikijs-tls留神：在 annotations 里 设置cert-manager.io/cluster-issuer为签名创立的集群证书颁发者letsencrypt。
应用 yaml 文件创建 ingress 后，就能够应用该 Ingress 对外提供 HTTPS 服务了。
# 执行创立 ingresskubectl apply -f ingress-wikijs.yaml -n infraDNS01 配置示例
应用这种形式须要 DNS 服务商反对通过 API 创立 DNS 记录，正好我的 DNS 服务商是腾讯云 dnspod 反对，因而在咱们的及群里，最终采纳了这种形式。
这个形式的配置会比拟麻烦，踩了很久的坑，次要是因为我的集群启用了本地 DNS 服务器，默认 cert-manager 会通过本地 DNS 服务器去验证通过 API 创立的 DNS txt 记录，会始终查看不到新增的 txt 记录，造成在 challenge 阶段就始终 pendding。解决方案附后。
1. 在 dnspod 创立 API ID 和 API Token
参考腾讯云官网文档(https://support.dnspod.cn/Kb/...)
记录下创立的 API ID 和 API Token (加码解决，须要自行获取本人的 API ID 和 API Token)。
AKIDVt3z4uVss11xjIdmddgMmHXXssssHp9D2buxrWR8SekbG2gqdflQs5xxxviGagX8TYO2. 装置 cert-manager-webhook-dnspod
应用 helm 装置 roc/cert-manager-webhook-dnspod。
$ helm repo add roc https://charts.imroc.cc$ helm uninstall cert-manager-webhook-dnspod -n cert-manager$ helm install cert-manager-webhook-dnspod roc/cert-manager-webhook-dnspod \ -n cert-manager \ --set clusterIssuer.secretId=AKIDVt3z4uVss11xjIdmddgMmHXXssssHp9D2buxrWR8 \ --set clusterIssuer.secretKey=SekbG2gqdflQs5xxxviGagX8TYO \ --set clusterIssuer.email=xxx@xxx.xxx3. 创立泛域名证书
# ipincloud-crt.yamlapiVersion: cert-manager.io/v1kind: Certificatemetadata: name: ipincloud-crtspec: secretName: ipincloud-crt issuerRef: name: dnspod kind: ClusterIssuer group: cert-manager.io dnsNames: - "*.xxx.xxx"创立集群证书颁发者：
$ kubectl apply -f ipincloud-crt.yaml -n infra4. 验证证书
查看证书是否创立胜利：
$ kubectl get Certificate -n cert-managerNAME READY SECRET AGEcert-manager-webhook-dnspod-ca True cert-manager-webhook-dnspod-ca 18mcert-manager-webhook-dnspod-webhook-tls True cert-manager-webhook-dnspod-webhook-tls 18mipincloud-crt True ipincloud-crt 3m12s以上能够看出 ipincloud-crt 曾经创立胜利， READY 状态也是 True。
查看证书对应的域名：
$ kubectl describe Certificate ipincloud-crt -n cert-managerName: ipincloud-crtNamespace: cert-managerLabels: <none>Annotations: <none>API Version: cert-manager.io/v1Kind: CertificateMetadata: Creation Timestamp: 2022-05-07T14:19:07Z ...Spec: Dns Names: *.xxx.xxx Issuer Ref: Group: cert-manager.io Kind: ClusterIssuer Name: dnspod Secret Name: ipincloud-crtStatus: Conditions: Last Transition Time: 2022-05-07T14:19:14Z Message: Certificate is up to date and has not expired Observed Generation: 1 Reason: Ready Status: True Type: Ready Not After: 2022-08-05T13:19:11Z Not Before: 2022-05-07T13:19:12Z Renewal Time: 2022-07-06T13:19:11Z Revision: 1Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Issuing 4m35s cert-manager-certificates-trigger Issuing certificate as Secret does not exist Normal Generated 4m35s cert-manager-certificates-key-manager Stored new private key in temporary Secret resource "ipincloud-crt-4ml59" Normal Requested 4m35s cert-manager-certificates-request-manager Created new CertificateRequest resource "ipincloud-crt-r76wp" Normal Issuing 4m28s cert-manager-certificates-issuing The certificate has been successfully issued 从 Certificate 的形容信息能够看到，这个证书是对应所有 *.xxx.xxx 的泛域名。
查看证书内容：
$ kubectl describe secret ipincloud-crt -n cert-managerName: ipincloud-crtNamespace: cert-managerLabels: <none>Annotations: cert-manager.io/alt-names: *.xxx.xxx cert-manager.io/certificate-name: ipincloud-crt cert-manager.io/common-name: *.xxx.xxx cert-manager.io/ip-sans: cert-manager.io/issuer-group: cert-manager.io cert-manager.io/issuer-kind: ClusterIssuer cert-manager.io/issuer-name: dnspod cert-manager.io/uri-sans: Type: kubernetes.io/tlsData====tls.crt: 5587 bytestls.key: 1675 bytesTLS 证书保留在 cert-manager 命名空间里的 ipincloud-crt secret。能够供所有 `*.xxx.xxx 的服务应用。
其余
这个过程中，遇到最大的坑是：我的集群应用了自建的 DNS 服务器，默认 cert-manager 会应用这个集群的自建 DNS SERVER 进行证书发行的验证，尽管通过调用 dnspod 的 webook 在 腾讯云 DNS 服务器上创立的 _acme-challenge 握手数据，然而在我的自建 DNS 里是查不到的，所以会始终卡 pending 状态。
$ kubectl get challenge -ANAMESPACE NAME STATE DOMAIN AGEcert-manager ipincloud-crt-f9kp6-381578565-136350475 pending xxx.xxx 24s查看起因是：
Waiting for DNS-01 challenge propagation: DNS record for "xxx.xxx" not yet
$ kubectl -n cert-manager describe challenge ipincloud-crt-f9kp6-381578565-136350475Name: ipincloud-crt-f9kp6-381578565-136350475Namespace: cert-managerLabels: <none>Annotations: <none>API Version: acme.cert-manager.io/v1Kind: Challenge---两头略---Status: Presented: true Processing: true Reason: Waiting for DNS-01 challenge propagation: DNS record for "xxx.xxx" not yet propagated State: pendingEvents: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal Started 41s cert-manager-challenges Challenge scheduled for processing Normal Presented 39s cert-manager-challenges Presented challenge using DNS-01 challenge mechanism查了很多材料，在官网上找到解决方案。方法是让 cert-manager 强制应用指定的 DNS 服务器进行握手验证。
我是用的是 helm 装置 cert-manager，所以增加一下 set 参数。
--set 'extraArgs={--dns01-recursive-nameservers-only,--dns01-recursive-nameservers=119.29.29.29:53\,8.8.8.8:53}' 参考文档：https://cert-manager.io/docs/...
配置证书复制到其余 namespace
装置 kubed
$ helm repo add appscode https://charts.appscode.com/stable/$ helm repo update$ helm install kubed appscode/kubed \ --version v0.13.2 \ --namespace cert-manager批改 Certificated 文件
为 certificated 对象设置 secretTemplate, 设置须要同步到哪些 namespace。
# ipincloud-crt.yamlapiVersion: cert-manager.io/v1kind: Certificatemetadata: name: ipincloud-crtspec: secretName: ipincloud-crt issuerRef: name: dnspod kind: ClusterIssuer group: cert-manager.io dnsNames: - "*.xxx.xxx" secretTemplate: annotations: kubed.appscode.com/sync: "cert-manager-tls=ipincloud-crt" 给须要同步的指标 namespace 打 label
上一步的 secretTemplate 里指定了同步的指标 namespace 的 label 过滤条件 cert-manager-tls=ipincloud-crt ， 因而，咱们须要对接管同步 secret 的 namespace 打上相应的 label。
$ kubectl label ns default cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns app cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns dev-app cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns dev-infra cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns dev-wly cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns infra cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns istio-system cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns uat-app cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns uat-wly cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns wly cert-manager-tls=ipincloud-crt$ kubectl label ns kubesphere-controls-system cert-manager-tls=ipincloud-crt查看是否复制胜利
查看指标 namespace 是否复制 secret 胜利。
$ kubectl get secret ipincloud-crtNAME TYPE DATA AGEipincloud-crt kubernetes.io/tls 2 18m查看复制的 secret ，能够看到 label 信息中记录了证书起源信息。
$ kubectl describe secret ipincloud-crtName: ipincloud-crtNamespace: defaultLabels: kubed.appscode.com/origin.cluster=unicorn kubed.appscode.com/origin.name=ipincloud-crt kubed.appscode.com/origin.namespace=cert-managerAnnotations: cert-manager.io/alt-names: *.xxx.xxx cert-manager.io/certificate-name: ipincloud-crt cert-manager.io/common-name: *.xxx.xxx cert-manager.io/ip-sans: cert-manager.io/issuer-group: cert-manager.io cert-manager.io/issuer-kind: ClusterIssuer cert-manager.io/issuer-name: dnspod cert-manager.io/uri-sans: kubed.appscode.com/origin: {"namespace":"cert-manager","name":"ipincloud-crt","uid":"b4713633-731e-4151-844f-0f6d9cf6352c","resourceVersion":"12531075"}Type: kubernetes.io/tlsData====tls.crt: 5587 bytestls.key: 1675 bytes应用 TLS 证书配置 Ingress
设置 Ingress
kind: IngressapiVersion: networking.k8s.io/v1metadata: name: wikijs namespace: infra annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: '0'spec: ingressClassName: nginx tls: - hosts: - wiki.xxx.xxx secretName: ipincloud-crt rules: - host: wiki.xxx.xxx http: paths: - path: / pathType: ImplementationSpecific backend: service: name: wikijs port: number: 3000测试
以上配置实现后，就能够应用 HTTPS 来拜访新的 wiki.js 服务了。
$ curl -I https://wiki.xxx.xxxHTTP/1.1 302 FoundDate: Sat, 07 May 2022 14:52:39 GMTContent-Type: text/plain; charset=utf-8Content-Length: 28Connection: keep-aliveX-Frame-Options: denyX-XSS-Protection: 1; mode=blockX-Content-Type-Options: nosniffX-UA-Compatible: IE=edgeReferrer-Policy: same-originContent-Language: zhSet-Cookie: loginRedirect=%2F; Max-Age=900; Path=/; Expires=Sat, 07 May 2022 15:07:39 GMTLocation: /loginVary: Accept, Accept-EncodingStrict-Transport-Security: max-age=15724800; includeSubDomains如上所示，就是胜利启动了 HTTPS 。
参考
- https://artifacthub.io/packag...
- https://www.1nth.com/post/k8s...
https://cert-manager.io/docs/...
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