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kubernetes 审计日志功能

2020-06-10 11:37:52 admin 2401

审计日志可以记录所有对 apiserver
接口的调用，让我们能够非常清晰的知道集群到底发生了什么事情，通过记录的日志可以查到所发生的事件、操作的用户和时间。kubernetes 在 v1.7
中支持了日志审计功能（Alpha），在 v1.8 中为 Beta 版本，v1.12 为 GA 版本。

> kubernetes feature-gates 中的功能 Alpha 版本默认为 false，到 Beta 版本时默认为 true，所以 v1.8
> 会默认启用审计日志的功能。

### 一、审计日志的策略

#### 1、日志记录阶段

kube-apiserver 是负责接收及相应用户请求的一个组件，每一个请求都会有几个阶段，每个阶段都有对应的日志，当前支持的阶段有：

* RequestReceived - apiserver 在接收到请求后且在将该请求下发之前会生成对应的审计日志。
  * ResponseStarted - 在响应 header 发送后并在响应 body 发送前生成日志。这个阶段仅为长时间运行的请求生成（例如 watch）。
  * ResponseComplete - 当响应 body 发送完并且不再发送数据。
  * Panic - 当有 panic 发生时生成。

也就是说对 apiserver 的每一个请求理论上会有三个阶段的审计日志生成。

#### 2、日志记录级别

当前支持的日志记录级别有：

* None - 不记录日志。
  * Metadata - 只记录 Request 的一些 metadata (例如 user, timestamp, resource, verb 等)，但不记录 Request 或 Response 的body。
  * Request - 记录 Request 的 metadata 和 body。
  * RequestResponse - 最全记录方式，会记录所有的 metadata、Request 和 Response 的 body。

#### 3、日志记录策略

在记录日志的时候尽量只记录所需要的信息，不需要的日志尽可能不记录，避免造成系统资源的浪费。

* 一个请求不要重复记录，每个请求有三个阶段，只记录其中需要的阶段
  * 不要记录所有的资源，不要记录一个资源的所有子资源
  * 系统的请求不需要记录，kubelet、kube-proxy、kube-scheduler、kube-controller-manager 等对 kube-apiserver 的请求不需要记录
  * 对一些认证信息（secerts、configmaps、token 等）的 body 不记录

k8s 审计日志的一个示例：

{
      "kind": "EventList",
      "apiVersion": "audit.k8s.io/v1beta1",
      "Items": [
        {
          "Level": "Request",
          "AuditID": "793e7ae2-5ca7-4ad3-a632-19708d2f8265",
          "Stage": "RequestReceived",
          "RequestURI": "/api/v1/namespaces/default/pods/test-pre-sf-de7cc-0",
          "Verb": "get",
          "User": {
            "Username": "system:unsecured",
            "UID": "",
            "Groups": [
              "system:masters",
              "system:authenticated"
            ],
            "Extra": null
          },
          "ImpersonatedUser": null,
          "SourceIPs": [
            "192.168.1.11"
          ],
          "UserAgent": "kube-scheduler/v1.12.2 (linux/amd64) kubernetes/73f3294/scheduler",
          "ObjectRef": {
            "Resource": "pods",
            "Namespace": "default",
            "Name": "test-pre-sf-de7cc-0",
            "UID": "",
            "APIGroup": "",
            "APIVersion": "v1",
            "ResourceVersion": "",
            "Subresource": ""
          },
          "ResponseStatus": null,
          "RequestObject": null,
          "ResponseObject": null,
          "RequestReceivedTimestamp": "2019-01-11T06:51:43.528703Z",
          "StageTimestamp": "2019-01-11T06:51:43.528703Z",
          "Annotations": null
        }
        ]
    }

### 二、启用审计日志

当前的审计日志支持两种收集方式：保存为日志文件和调用自定义的 webhook，在 v1.13 中还支持动态的 webhook。

#### 1、将审计日志以 json 格式保存到本地文件

apiserver 配置文件的 KUBE_API_ARGS 中需要添加如下参数：

-- audit-policy-file=/etc/kubernetes/audit-policy.yaml --audit-log-path=/var/log/kube-audit --audit-log-format=json

日志保存到本地后再通过 fluentd 等其他组件进行收集。  
还有其他几个选项可以指定保留审计日志文件的最大天数、文件的最大数量、文件的大小等。

#### 2、将审计日志打到后端指定的 webhook

-- audit-policy-file=/etc/kubernetes/audit-policy.yaml --audit-webhook-config-file=/etc/kubernetes/audit-webhook-kubeconfig

webhook 配置文件实际上是一个 kubeconfig，apiserver 会将审计日志发送 到指定的 webhook 后，webhook
接收到日志后可以再分发到 kafka 或其他组件进行收集。

`audit-webhook-kubeconfig` 示例：

apiVersion : v1
    clusters:
    - cluster:
        server: http://127.0.0.1:8081/audit/webhook
      name: metric
    contexts:
    - context:
        cluster: metric
        user: ""
      name: default-context
    current-context: default-context
    kind: Config
    preferences: {}
    users: []

前面提到过，apiserver 的每一个请求会记录三个阶段的审计日志，但是在实际中并不是需要所有的审计日志，官方也说明了启用审计日志会增加
apiserver 对内存的使用量。

> Note: The audit logging feature increases the memory consumption of the API
> server because some context required for auditing is stored for each
> request. Additionally, memory consumption depends on the audit logging
> configuration.

`audit-policy.yaml` 配置示例：

apiVersion : audit.k8s.io/v1
    kind: Policy
    # ResponseStarted 阶段不记录
    omitStages:
      - "ResponseStarted"
    rules:
      # 记录用户对 pod 和 statefulset 的操作
      - level: RequestResponse
        resources:
        - group: ""
          resources: ["pods","pods/status"]
        - group: "apps"
          resources: ["statefulsets","statefulsets/scale"]
      # kube-controller-manager、kube-scheduler 等已经认证过身份的请求不需要记录
      - level: None
        userGroups: ["system:authenticated"]
        nonResourceURLs:
        - "/api*"
        - "/version"
      # 对 config、secret、token 等认证信息不记录请求体和返回体
      - level: Metadata
        resources:
        - group: "" # core API group
          resources: ["secrets", "configmaps"]

官方提供两个参考示例：

* [Use fluentd to collect and distribute audit events from log file](https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/debug-application-cluster/audit/#%E6%97%A5%E5%BF%97%E9%80%89%E6%8B%A9%E5%99%A8%E7%A4%BA%E4%BE%8B)
  * [Use logstash to collect and distribute audit events from webhook backend](https://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-cluster/audit/#use-logstash-to-collect-and-distribute-audit-events-from-webhook-backend)

#### 3、subresource 说明

kubernetes 每个资源对象都有 subresource,通过调用 master 的 api 可以获取 kubernetes 中所有的
resource 以及对应的 subresource,比如 pod 有 logs、exec 等 subresource。

获取所有 resource（ 1.10 之后使用）：
    $ curl  127.0.0.1:8080/openapi/v2

参考：<https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/kubernetes-api/>

### 三、webhook 的一个简单示例

package main
    
    import (
        "encoding/json"
        "io/ioutil"
        "log"
        "net/http"
    
        "github.com/emicklei/go-restful"
        "github.com/gosoon/glog"
        "k8s.io/apiserver/pkg/apis/audit"
    )
    
    func main() {
        // NewContainer creates a new Container using a new ServeMux and default router (CurlyRouter)
        container := restful.NewContainer()
        ws := new(restful.WebService)
        ws.Path("/audit").
            Consumes(restful.MIME_JSON).
            Produces(restful.MIME_JSON)
        ws.Route(ws.POST("/webhook").To(AuditWebhook))
    
        //WebService ws2被添加到container2中
        container.Add(ws)
        server := &http.Server{
            Addr:    ":8081",
            Handler: container,
        }
        //go consumer()
        log.Fatal(server.ListenAndServe())
    }
    
    func AuditWebhook(req *restful.Request, resp *restful.Response) {
        body, err := ioutil.ReadAll(req.Request.Body)
        if err != nil {
            glog.Errorf("read body err is: %v", err)
        }
        var eventList audit.EventList
        err = json.Unmarshal(body, &eventList)
        if err != nil {
            glog.Errorf("unmarshal failed with:%v,body is :\n", err, string(body))
            return
        }
        for _, event := range eventList.Items {
            jsonBytes, err := json.Marshal(event)
            if err != nil {
                glog.Infof("marshal failed with:%v,event is \n %+v", err, event)
            }
            // 消费日志
            asyncProducer(string(jsonBytes))
        }
        resp.AddHeader("Content-Type", "application/json")
        resp.WriteEntity("success")
    }

> 完整代码请参考：<https://github.com/gosoon/k8s-audit-webhook>

### 四、总结

本文主要介绍了 kubernetes 的日志审计功能，kubernetes 最近也被爆出多个安全漏洞，安全问题是每个团队不可忽视的，kubernetes
虽然被多数公司用作私有云，但日志审计也是不可或缺的。

* * *

参考：  
<https://kubernetes.io/docs/concepts/extend-kubernetes/api-extension/custom-
resources/>  
[ttps://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-
cluster/audit/](https://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-
cluster/audit/)  
[阿里云 Kubernetes
审计日志方案](https://yq.aliyun.com/articles/686982?utm_content=g_1000040449)

转载文章，原文链接： kubernetes 审计日志功能

关键字词日志 kubernetes

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