1, 创建 CA 证书和秘钥

kubernetes 系统各组件需要使用 TLS 证书对通信进行加密，本文档使用 CloudFlare 的 PKI 工具集 cfssl 来生成 Certificate Authority (CA) 证书和秘钥文件，CA 是自签名的证书，用来签名后续创建的其它 TLS 证书。

以下操作都在 master 节点即 192.168.106.3 上执行，证书只需要创建一次即可，以后在向集群中添加新节点时只要将 /etc/kubernetes/ 目录下的证书拷贝到新节点上即可。

2, 安装 CFSSL

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
chmod +x cfssl_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
 
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
chmod +x cfssljson_linux-amd64
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
 
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
 
export PATH=/usr/local/bin:$PATH

3, 创建 CA 配置文件

# mkdir /root/ssl && cd /root/ssl
cat > ca-config.json << EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "8760h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
        "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ],
        "expiry": "8760h"
      }
    }
  }
}
EOF

• ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个 profile；
• signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；
• server auth：表示 client 可以用该 CA 对 server 提供的证书进行验证；
• client auth：表示 server 可以用该 CA 对 client 提供的证书进行验证；

4, 创建 CA 证书签名请求

cat > ca-csr.json << EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

• “CN”：Common Name，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法；
• “O”：Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)；

5, 生成 CA 证书和私钥

# cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca

创建 kubernetes 证书签名请求文件：

cat > kubernetes-csr.json << EOF
{
   "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "192.168.106.3",
      "192.168.106.4",
      "192.168.106.5",
      "10.254.0.1",
      "kubernetes",
      "kubernetes.default",
      "kubernetes.default.svc",
      "kubernetes.default.svc.cluster",
      "kubernetes.default.svc.cluster.local"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "ST": "BeiJing",
            "L": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
}
EOF

注意：如上 3 个 ip 替换成自己服务器的 ip。

hosts 中的内容可以为空，即使按照上面的配置，向集群中增加新节点后也不需要重新生成证书。

如果 hosts 字段不为空则需要指定授权使用该证书的 IP 或域名列表，由于该证书后续被 etcd 集群和 kubernetes master 集群使用，所以上面分别指定了 etcd 集群、kubernetes master 集群的主机 IP 和 kubernetes 服务的服务 IP。

6, 生成 kubernetes 证书和私钥

# cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
 
# ls kubernetes*
kubernetes.csr  kubernetes-csr.json  kubernetes-key.pem  kubernetes.pem

7, 创建 admin 证书

cat > admin-csr.json << EOF
{
  "CN": "admin",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "system:masters",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

kube-apiserver 使用 RBAC 对客户端 (如 kubelet、kube-proxy、Pod) 请求进行授权； kube-apiserver 预定义了一些 RBAC 使用的 RoleBindings，如 cluster-admin 将 Group system:masters 与 Role cluster-admin 绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver 的所有 API 的权限； OU 指定该证书的 Group 为 system:masters，kubelet 使用该证书访问 kube-apiserver 时 ，由于证书被 CA 签名，所以认证通过，同时由于证书用户组为经过预授权的 system:masters，所以被授予访问所有 API 的权限。

8, 生成 admin 证书和私钥

# cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes admin-csr.json | cfssljson -bare admin
 
# ls admin*
admin.csr  admin-csr.json  admin-key.pem  admin.pem

9, 创建 kube-proxy 证书

cat > kube-proxy-csr.json << EOF
{
  "CN": "system:kube-proxy",
  "hosts": [],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "BeiJing",
      "L": "BeiJing",
      "O": "k8s",
      "OU": "System"
    }
  ]
}
EOF

CN 指定该证书的 User 为 system:kube-proxy； kube-apiserver 预定义的 RoleBinding cluster-admin 将 User system:kube-proxy 与 Role system:node-proxier 绑定，该 Role 授予了调用 kube-apiserver Proxy 相关 API 的权限。

10, 生成 kube-proxy 客户端证书和私钥

# cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=kubernetes  kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare kube-proxy
 
# ls kube-proxy*
kube-proxy.csr  kube-proxy-csr.json  kube-proxy-key.pem  kube-proxy.pem

11, 分发证书

将生成的证书和秘钥文件（后缀名为. pem）拷贝到所有机器的 /etc/kubernetes/ssl 目录下。

# mkdir -p /etc/kubernetes/ssl
# cp *.pem /etc/kubernetes/ssl
 
//前提是node01和node02上面需要创建/etc/kubernetes/ssl
# scp *.pem node01:/etc/kubernetes/ssl
# scp *.pem node02:/etc/kubernetes/ssl