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Azure Kubernetes 服务 (AKS) 中的证书轮换

项目
08/29/2024

Azure Kubernetes 服务 (AKS) 使用证书对其许多组件进行身份验证。 2022 年 3 月之后创建的具有 Azure 基于角色的访问控制 (Azure RBAC) 的群集已启用证书自动轮换。出于安全或策略原因，可能需要定期轮换这些证书。例如，某个策略可能每 90 天轮换一次所有证书。

注意

默认情况下，仅对启用了 RBAC 的 AKS 群集启用证书自动轮换。

本文介绍如何在 AKS 群集中使用证书轮换。

开始之前

本文需要 Azure CLI 2.0.77 或更高版本。运行 az --version 即可查找版本。如果需要进行安装或升级，请参阅安装 Azure CLI。

AKS 证书、证书颁发机构和服务帐户

AKS 可生成和使用以下证书、证书颁发机构 (CA) 和服务帐户 (SA)：

AKS API 服务器会创建一个称为“群集 CA”的 CA。
API 服务器具有一个群集 CA，该 CA 对证书进行签名，以用于从 API 服务器到 kubelet 的单向通信。
每个 kubelet 会创建一个证书签名请求 (CSR)，该 CSR 由群集 CA 签名，用于从 kubelet 到 API 服务器的通信。
API 聚合器使用群集 CA 颁发证书，以便与其他 API 进行通信。 API 聚合器也可以拥有自己的 CA 来颁发这些证书，但它目前使用群集 CA。
每个节点都使用 SA 令牌，该令牌由群集 CA 签名。
kubectl 客户端具有用于与 AKS 群集通信的证书。

Microsoft 维护本部分中提到的所有证书，群集证书除外。

注意

对于 2019 年 5 月之前创建的 AKS 群集，其证书将在两年后到期。
对于 2019 年 5 月之后创建的 AKS 群集，其群集 CA 证书将在 30 年后到期。

可以使用 kubectl get nodes 命令验证群集的创建时间，该命令会显示节点池的年龄。

检查证书过期日期

检查群集证书到期日期

使用 kubectl config view 命令检查群集证书的到期日期。

kubectl config view --raw -o jsonpath="{.clusters[?(@.name == '')].cluster.certificate-authority-data}" | base64 -d | openssl x509 -text | grep -A2 Validity

检查 API 服务器证书过期日期

使用以下 curl 命令检查 API 服务器证书的到期日期。
```
curl https://{apiserver-fqdn} -k -v 2>&1 | grep expire
```

检查 VMAS 代理节点证书到期日期

使用 az vm run-command invoke 命令检查 VMAS 代理节点证书的到期日期。

az vm run-command invoke --resource-group MC_rg_myAKSCluster_region --name vm-name --command-id RunShellScript --query 'value[0].message' -otsv --scripts "openssl x509 -in /etc/kubernetes/certs/apiserver.crt -noout -enddate"

检查虚拟机规模集代理节点的证书过期日期

使用 az vmss run-command invoke 命令检查虚拟机规模集代理节点证书的过期日期。

az vmss run-command invoke --resource-group "MC_rg_myAKSCluster_region" --name "vmss-name" --command-id RunShellScript --instance-id 1 --scripts "openssl x509 -in  /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem -noout -enddate" --query "value[0].message"

证书自动轮换

为使 AKS 自动轮换非 CA 证书，群集必须具有在所有 Azure 区域中默认启用的 TLS 启动。

注意

如果有现有群集，则必须升级该群集以启用证书自动轮换。
不要禁用启动以保持启用自动轮换。
如果群集在自动证书轮换期间处于停止状态，则仅轮换控制平面证书。在这种情况下，应在证书轮换后重新创建节点池，以启动节点池证书轮换。

对于在 2022 年 3 月之后创建或升级的任何 AKS 群集，Azure Kubernetes 服务会在客户端证书有效时间的 80% 内自动在控制平面和代理节点上轮换非 CA 证书，然后才能在群集未停机的情况下过期。

如何检查当前代理节点池是否已启用 TLS 启动？

通过浏览到以下路径中的一个来验证群集是否已启用 TLS 启动：
- 在 Linux 节点上：/var/lib/kubelet/bootstrap-kubeconfig 或 /host/var/lib/kubelet/bootstrap-kubeconfig
- 在 Windows 节点上：C:\k\bootstrap-config
有关详细信息，请参阅连接到 Azure Kubernetes 服务群集节点以进行维护或故障排除。

注意

随着 Kubernetes 版本的发展，文件路径可能会更改。
配置区域后，请创建新群集或升级现有群集以设置群集证书的自动轮换。需要升级控制平面和节点池才能启用此功能。

手动轮换群集证书

警告

使用 az aks rotate-certs 轮换证书将重新创建所有节点、虚拟机规模集和磁盘，并可能导致 AKS 群集停机时间长达 30 分钟。

使用 az aks get-credentials 命令连接到群集。

az aks get-credentials --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME --name $CLUSTER_NAME

使用 az aks rotate-certs 命令轮换群集上的所有证书、CA 和 SA。
```
az aks rotate-certs --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME --name $CLUSTER_NAME
```
重要

az aks rotate-certs 最多可能需要 30 分钟才能完成。如果该命令还未完成就已失败，请使用 az aks show 验证群集的状态是否为“正在轮换证书”。如果群集处于失败状态，请重新运行 az aks rotate-certs 以再次轮换证书。

使用任何 kubectl 命令（例如 kubectl get nodes）验证旧证书是否不再有效。

kubectl get nodes

如果尚未更新 kubectl 使用的证书，则会看到类似于以下示例输出的错误：

Unable to connect to the server: x509: certificate signed by unknown authority (possibly because of "crypto/rsa: verification error" while trying to verify candidate authority certificate "ca")

使用带有 --overwrite-existing 标志的 az aks get-credentials 命令更新 kubectl 使用的证书。

az aks get-credentials --resource-group $RESOURCE_GROUP_NAME --name $CLUSTER_NAME --overwrite-existing

使用 kubectl get 命令验证证书是否已更新。
```
kubectl get nodes
```
注意

如果有任何服务在 AKS 之上运行，可能需要更新其证书。

后续步骤

本文介绍了如何手动和自动轮换群集的证书、CA 和 SA。有关详细信息，请参阅 Azure Kubernetes 服务 (AKS) 中的群集安全性和升级的最佳做法。

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