Что делать, если протухли сертификаты и кластер превратился в тыкву?

Если в ответ на команду kubectl get pod вы получаете:

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

то, скорее всего, прошел год, у сертификатов вашего Kubernetes закончился срок действия, компоненты кластера перестали их использовать, взаимодействие между ними прекратилось и ваш кластер превратился в тыкву.

Что же делать и как восстановить кластер?

Для начала нам надо понимать, где находятся сертификаты, которые необходимо обновить.

В зависимости от способа, которым устанавливался кластер, расположение и название файлов с сертификатами может меняться. Так, например, Kubeadm при создании кластера раскладывает файлы с сертификатами согласно best-practices. Таким образом, все сертификаты находятся в каталоге /etc/kuberenetes/pki, в файлах с расширением .crt, приватные ключи, соответственно, — в файлах .key. Плюс в /etc/kubernetes/ лежат .conf файлы с конфигурацией доступа для user accounts администратора, контроллер менеджера, шедулера и kubelet с мастер-узла. Сертификаты в .conf файлах лежат в поле user.client-certificate-data в base64-кодированном виде.

Посмотреть на срок действия, кому выписан и кем подписан сертификат, можно с помощью вот этого небольшого скрипта shcert

shcert

#!/bin/bash

[ -f "$1" ] || exit

if [[ $1 =~ \.(crt|pem)$ ]]; then

openssl x509 -in "$1" -text -noout

fi

if [[ $1 =~ \.conf$ ]]; then

certfile=$(mktemp)

grep 'client-certificate-data:' "$1"| awk '{ print $2}' | base64 -d > "$certfile"

openssl x509 -in "$certfile" -text -noout

rm -f "$certfile"

fi

Еще есть сертификаты, которые используют kubelet на рабочих узлах для аутентификации в API. Если для добавления узлов в кластер вы использовали kubeadm join, то, скорее всего, узел был подключен по процедуре TLS bootstrapping и в таком случае kubelet умеет обновлять свой сертификат автоматически, если ему задана опция --rotate-certificates. В последних версиях kubernetes эта опция уже включена по умолчанию.
Проверить, что узел подключен по процедуре TLS bootstrap достаточно просто — в этом случае в файле /etc/kubernetes/kubelet.conf в поле client-certificate обычно указан файл /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem, который является симлинком на текущий сертификат.
Посмотреть сроки действия этого сертификата можно так же, с помощью скрипта shcert

Возвращаемся к проблеме обновления сертификатов.

Если вы ставили кластер с помощью kubeadm, то у меня для вас хорошие новости. Начиная с версии 1.15 kubeadm умеет обновлять почти все сертификаты control plane одной командой

kubeadm alpha certs renew all

Эта команда обновит все сертификаты в каталоге /etc/kubernetes, даже если они уже закончились и все сломалось.

Не будет обновлен только сертификат kubelet — это тот, который лежит в файле /etc/kubernetes/kubelet.conf!

Update: kubeadm, начиная с версии 1.17, включает на всех узлах (даже на первом мастере, где делался kubeadm init) автообновление сертификата кублета. Проверить очень просто — в /etc/kubernetes/kubelet.conf в поле клиентского сертификата будет указан путь к файлу /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem

Для обновления этого сертификата надо воспользоваться командой создания user account

kubeadm alpha kubeconfig user --client-name system:node:kube.slurm.io --org system:nodes > /etc/kubernetes/kubelet.conf

При наличии в системе user account эта команда обновляет сертификат для этого аккаунта. Не забываем указывать правильное название узла в опции --client-name, подсмотреть название узла можно в поле Subject существующего сертификата:

shcert /etc/kubernetes/kubelet.conf

И конечно же, после обновления сертификатов надо перезапустить все компоненты control plane, перезагрузив узел целиком или остановив контейнеры с etcd, api, controller-manager и scheduler командой docker stop, и затем отрестартить kubelet systemctl restart kubelet.

Если ваш кластер старой версии: например 1.13 или меньше. То просто обновить kubeadm до версии 1.15, командой типа yum install kubeadm-1.15.0, не получится, так как он тянет за собой по зависимостями kubelet и kubernetes-cni, что может вызывать проблемы, так как работоспособность компонентов кластера, различающихся по версиям более чем на одну ступень, не гарантируется. Самый простой выход из данной ситуации — это установить kubeadm на какой-нибудь другой машине, взять бинарный файл /usr/bin/kubeadm, скопировать на мастер-узлы умершего кластера и использовать его только для обновления сертификатов. А уже после оживления кластера обновить его пошагово штатными способами, устанавливая каждый раз kubeadm на одну версию новее.

Update: Можно напрямую скачать kubeadm. Например команда для версии kubeadm 1.17.4:

curl -L -o /tmp/kubeadm https://dl.k8s.io/release/v1.17.4/bin/linux/amd64/kubeadm

И наконец, с версии 1.16 kubeadm научился-таки продлевать все-все сертификаты при обновлении кластера командой kubeadm upgrade. Так что если вы регулярно обновляете свой кластер, не реже одного раза в год, ваши сертификаты всегда будут действительны.

А вот если кластер установлен не с помощью kubeadm, то тогда придется взять в руки openssl и обновлять все сертификаты в индивидуальном порядке.

Проблем добавляет то, что в сертификатах содержатся расширенные поля, и разные инструменты установки кластера могут добавлять свой набор полей. Причем названия этих полей в конфигурации openssl и в выводе содержимого сертификата коррелируют, но слабо. Надо гуглить и подбирать.

Я приведу пример конфигурации для openssl, в отдельных секциях которого описываются расширенные атрибуты, свои для каждого типа сертификата. На соответствующую секцию будем ссылаться при создании и подписывании csr. Эта конфигурация использовалась для оживления кластера, установленного год назад ранчером.

openssl.cnf

[req]

distinguished_name = req_distinguished_name

req_extensions = v3_req

[v3_req]

keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment

extendedKeyUsage = clientAuth

[client]

keyUsage = critical,digitalSignature, keyEncipherment

extendedKeyUsage = clientAuth

[apiproxyclient]

keyUsage = critical,digitalSignature, keyEncipherment

extendedKeyUsage = clientAuth, serverAuth

[etcd]

keyUsage = critical,digitalSignature, keyEncipherment

extendedKeyUsage = clientAuth, serverAuth

subjectAltName = @alt_names

[api]

keyUsage = critical,digitalSignature, keyEncipherment

extendedKeyUsage = clientAuth, serverAuth

subjectAltName = @alt_names

[alt_names]

DNS.1 = ec2-us-east-1-1a-c1-master-2

DNS.2 = ec2-us-east-1-1a-c1-master-3

DNS.3 = ec2-us-east-1-1a-c1-master-1

DNS.4 = localhost

DNS.5 = kubernetes

DNS.6 = kubernetes.default

DNS.7 = kubernetes.default.svc

DNS.8 = kubernetes.default.svc.cluster.local

IP.1 = 10.0.0.109

IP.2 = 10.0.0.159

IP.3 = 10.0.0.236

IP.4 = 127.0.0.1

IP.5 = 10.43.0.1

Актуальные атрибуты и дополнительные имена в сертификате можно посмотреть с помощью команды

openssl x509 -in cert.crt -text

При продлении сертификата для API сервера у меня возникала проблема: обновленный сертификат не работал. Решением стала выписка сертификата, который был действителен на 1 год в прошлом.

В openssl нельзя простой командой выпустить сертификат, действительный в прошлом, в коде жестко указано, что сертификат действует только с текущего момента. Но можно локально переместиться в прошлое с помощью библиотеки libfaketime

yum install libfaketime

LD_PRELOAD=/usr/lib64/faketime/libfaketime.so.1 FAKETIME="-365d" openssl x509 -req ...

Выпускаем продленные сертификаты по следующему алгоритму:

Создаем CSR по существующему сертификату, указываем нужный раздел со списком расширенных аттрибутов в файле конфигурации:

openssl x509 -x509toreq -in "node.cert" -out "node.csr" -signkey "node.key" -extfile "openssl.cnf" -extensions client

Подписываем его соответствующим корневым сертификатом, смещая время на 1 год назад и указывая нужный раздел со списком расширенных аттрибутов в файле конфигурации

LD_PRELOAD=/usr/lib64/faketime/libfaketime.so.1 FAKETIME="-365d" openssl x509 -req -days 36500 -in "node.csr" -CA "kube-ca.pem" -CAkey "kube-ca-key.pem" -CAcreateserial -out "node.new.cert" -extfile "openssl.cnf" -extensions client

Проверяем атрибуты и перезапускаем компоненты control plane.

Сергей Бондарев,
преподаватель Слёрма
slurm.io