k8s准入控制器有哪些

Kubernetes（k8s）准入控制器包括默认准入控制器、动态准入控制器、单独配置的准入控制器。 其中，默认准入控制器是Kubernetes内置并默认启用的一组控制器，如NamespaceLifecycle、LimitRanger、ServiceAccount等；动态准入控制器包括Admission Webhooks，这些控制器允许用户通过API方式添加自定义的准入逻辑；单独配置的准入控制器是指那些可以根据需要启用或禁用的控制器，如PodSecurityPolicy。默认准入控制器在确保集群资源管理的一致性和安全性方面起到了重要作用。例如，NamespaceLifecycle控制器确保所有资源必须存在于一个命名空间中，这有助于避免资源的意外泄露和冲突。

一、默认准入控制器

默认准入控制器是Kubernetes中预先配置并自动启用的控制器，它们在确保集群的安全性和一致性方面发挥了关键作用。这些控制器包括NamespaceLifecycle、LimitRanger、ServiceAccount、DefaultStorageClass、DefaultTolerationSeconds、NodeRestriction等。

NamespaceLifecycle：此控制器确保所有资源都必须存在于一个命名空间中。如果一个命名空间被删除，NamespaceLifecycle控制器将删除该命名空间中的所有资源。这有助于防止资源的意外泄露和冲突。
LimitRanger：此控制器用于在命名空间中设置默认的资源限制和配额。它确保Pod和容器不会消耗超过指定的资源量，从而避免资源滥用。
ServiceAccount：该控制器在Pod创建时自动为其分配一个ServiceAccount。它确保每个Pod都有一个身份，可以访问Kubernetes API并执行相关操作。
DefaultStorageClass：此控制器为没有指定存储类的持久卷声明（PVC）分配默认的存储类。这简化了存储资源的管理。
DefaultTolerationSeconds：该控制器为Pod自动添加默认的容忍时间，以处理节点不可用的情况。
NodeRestriction：此控制器限制节点只能修改其自身的资源，防止节点对其他节点资源的非法访问和修改。

二、动态准入控制器

动态准入控制器允许用户通过API方式添加自定义的准入逻辑，最常见的实现方式是Admission Webhooks。动态准入控制器包括MutatingAdmissionWebhook和ValidatingAdmissionWebhook。

MutatingAdmissionWebhook：该控制器允许在资源被创建或更新时修改资源的内容。例如，可以使用MutatingAdmissionWebhook自动为Pod添加特定的标签或注解。
ValidatingAdmissionWebhook：此控制器用于验证资源的合法性。在资源被创建或更新前，ValidatingAdmissionWebhook可以检查资源的配置是否符合特定的规则。如果不符合规则，则拒绝该操作。
使用动态准入控制器的优势：动态准入控制器提供了高度的灵活性，用户可以根据特定需求编写自定义的准入逻辑。例如，可以使用Admission Webhooks实现复杂的安全策略、资源配额管理以及合规性检查。
实现自定义准入控制器：要实现自定义的动态准入控制器，用户需要编写一个Webhook服务，并配置相应的Webhook资源。Webhook服务可以用任何编程语言编写，并通过HTTPS与Kubernetes API通信。Webhook资源指定了哪些操作和资源类型需要调用Webhook服务。

三、单独配置的准入控制器

单独配置的准入控制器是指那些可以根据需要启用或禁用的控制器。这些控制器包括PodSecurityPolicy、ResourceQuota、DenyEscalatingExec、AlwaysPullImages等。

PodSecurityPolicy：该控制器用于管理Pod的安全策略。通过PodSecurityPolicy，管理员可以定义允许的Pod安全配置，如运行时权限、主机网络访问、卷类型等。
ResourceQuota：此控制器用于管理命名空间级别的资源配额。它确保命名空间中的资源使用量不会超过指定的限制，从而避免资源滥用和过度分配。
DenyEscalatingExec：该控制器拒绝对特权Pod执行远程命令（exec）的操作，防止用户通过exec命令获取特权访问。
AlwaysPullImages：此控制器确保每次创建Pod时都从镜像仓库拉取最新的镜像，防止使用过时或不安全的镜像。
配置单独准入控制器的步骤：要启用或禁用单独配置的准入控制器，需要编辑Kubernetes API服务器的配置文件，添加或移除相应的控制器名称。启用后，这些控制器将自动对集群中的资源进行管理和控制。

四、准入控制器的配置与管理

配置和管理准入控制器是确保Kubernetes集群安全和高效运行的重要步骤。以下是一些最佳实践和注意事项：

确保准入控制器的顺序：准入控制器的执行顺序非常重要，某些控制器可能依赖于其他控制器的结果。例如，NamespaceLifecycle控制器应在其他控制器之前执行，以确保所有资源都在命名空间中。
定期审查和更新配置：随着集群的变化和新的需求出现，管理员应定期审查和更新准入控制器的配置。确保启用必要的控制器，并禁用不再需要的控制器，以优化集群性能。
使用版本控制管理配置：将准入控制器的配置文件纳入版本控制系统（如Git），可以方便地跟踪配置的变化，进行回滚和审查。
测试配置变更：在生产环境中应用配置变更前，建议在测试环境中进行充分测试，确保变更不会对集群运行产生负面影响。
监控和日志记录：启用准入控制器的监控和日志记录功能，可以帮助管理员及时发现和解决潜在问题。例如，通过日志分析，可以了解哪些资源操作被拒绝及其原因。

五、准入控制器的扩展与定制

Kubernetes准入控制器的扩展和定制化是满足特定业务需求的关键。通过编写自定义控制器，管理员可以实现更精细的资源管理和安全策略。

编写自定义Admission Webhook：自定义Admission Webhook可以用任意编程语言实现，只需确保与Kubernetes API的兼容性。Webhook服务需要部署在集群中，并通过HTTPS与API服务器通信。
定义Webhook配置：Webhook配置文件指定了Webhook服务的URL、调用时机（如CREATE、UPDATE操作）以及适用的资源类型。通过配置文件，管理员可以灵活控制Webhook的行为。
实现复杂的准入逻辑：自定义Admission Webhook可以实现复杂的准入逻辑，例如基于标签的资源隔离、动态配额分配、合规性检查等。管理员可以根据业务需求编写相应的代码，并在Webhook服务中实现这些逻辑。
集成第三方系统：自定义Admission Webhook还可以与第三方系统集成，例如身份认证系统、审计日志系统等。通过这种方式，管理员可以实现更全面的安全和审计功能。
性能优化：在实现自定义Admission Webhook时，需注意性能优化。确保Webhook服务响应迅速，避免因过长的处理时间影响集群的整体性能。可以通过异步处理、缓存等技术手段提高Webhook服务的性能。

六、准入控制器的安全性考虑

准入控制器在Kubernetes集群安全管理中扮演着重要角色，确保其安全性至关重要。

使用HTTPS通信：确保所有Webhook服务使用HTTPS进行通信，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。
验证Webhook服务的身份：在Webhook配置文件中，可以指定Webhook服务的CA证书和客户端证书，通过双向TLS验证确保通信双方的身份。
限制Webhook服务的权限：Webhook服务应仅具有必要的权限，避免因权限过大导致的安全风险。可以通过RBAC（Role-Based Access Control）配置Webhook服务的权限。
监控和审计：启用Webhook服务的监控和审计功能，及时发现和应对潜在的安全威胁。通过分析Webhook服务的日志，可以了解哪些操作被拒绝及其原因。
定期更新和审查：定期更新Webhook服务的代码和配置，确保其安全性和稳定性。审查Webhook服务的实现，识别并修复潜在的安全漏洞。

七、案例分析与实践经验

通过实际案例分析和实践经验，可以更好地理解和应用Kubernetes准入控制器。

案例1：实现Pod安全策略：某公司通过PodSecurityPolicy准入控制器，制定了一套严格的Pod安全策略，限制Pod的运行时权限、主机网络访问等。通过这种方式，有效防止了恶意Pod的运行和潜在的安全威胁。
案例2：动态配额管理：一家云服务提供商使用自定义Admission Webhook，实现了基于用户标签的动态配额管理。通过Webhook服务，自动为不同用户分配资源配额，确保资源的公平使用和高效管理。
案例3：合规性检查：某金融机构通过自定义Admission Webhook，实现了对所有资源操作的合规性检查。Webhook服务在资源创建和更新时，检查其配置是否符合内部合规要求，如果不符合，则拒绝操作。这大大提高了资源管理的合规性和安全性。
实践经验：在实践中，管理员应根据具体业务需求，灵活选择和配置准入控制器。充分利用默认准入控制器的功能，同时结合动态准入控制器的扩展性，实现更精细的资源管理和安全策略。定期审查和更新配置，确保准入控制器的有效性和安全性。