前言

CKA 和 CKS 是 LINUX 基金会联合 CNCF社区组织的云原生技术领域权威认证，考试采用实操方式进行。CKS全称是Kubernetes安全专家认证，它在一个模拟真实的环境中测试考生对Kubernetes和云安全的知识。在参加CKS考试之前，必须已经通过CKA(Kubernetes管理员认证)，在获得CKA认证之后才可以预约CKS考试。CKS 考试难度相对于 CKA 提高了很多，2个小时的考试时间很紧张，因为考试是在网上进行，这两个考试又是实操考试，网络条件不好，很影响效率，如果不抓紧的话，很可能做不完所有实操题。提醒备考的同学善用考试软件提供的 notepad 功能，先把 yaml 文件或命令写到notepad里，再粘贴到 terminal里。另外要注意题目要求操作的节点，有些题要求在worker节点完成，有些要求master节点，否则找不到文件。

我因为上次 CKA 考试还是比较顺利，94 高分通过，所以这次的 CKS 考试有点疏忽了，搞忘带身份证和护照，CKA/CKS 考试需要身份证+护照/信用卡，因此跟监考老师沟通了很久时间，最后修改了考试人姓名为中文，是用驾驶证完成的考试。意外之喜是 CKS 给我的证书是中文名的。

我这次考试的 kubernetes 版本是 1.22，特意记录了一下考试会考到的知识点，分享给需要的同学。

1.NetworkPolicy

通常使用标签选择器来选择pod，控制流量。所以要对 kubectl label的使用方法熟悉起来。

  kubectl label [--overwrite] (-f FILENAME | TYPE NAME) KEY_1=VAL_1 ... KEY_N=VAL_N [--resource-version=version] [options]

网络策略的实用方法见注释

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: test-network-policy
  namespace: default
spec:
  # podSelector: {} 表示选择所有 pod 应用 NetworkPolicy
  podSelector: # 表示选择包含标签 role=db 的 pod 应用下面的 NetworkPolicy
    matchLabels:
      role: db
  policyTypes: # 表示 NetworkPolicy 包含 ingress 和 egress 流量规则
  - Ingress
  - Egress
  ingress: # ingress 规则白名单列表，每条规则允许同时匹配 from 和 ports  流，可以有条个规则。
  # 第1条白名单，包含 from + ports 的组合规则，允许来自172.17网段(172.17.1除外)、或标 签 project=myproject 的命名空间的所 有 pod 、或 default 命名空间下标签 role=frontend 的 pod 访问（限 tcp 6379 端口）
  - from: 
    - ipBlock:
        cidr: 172.17.0.0/16
        except:
        - 172.17.1.0/24
    - namespaceSelector:
        matchLabels:
          project: myproject
    - podSelector:
        matchLabels:
          role: frontend
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 6379
  # 第二条白名单，只包含 from 规则，允许来自所有命名空间包含 environment=testing 标签的 pod 访问（不限端口）
  - from:
    - namespaceSelector: {}
      podSelector:
        matchLabels:
          environment: testing
  egress: # egress 规则白名单列表，同 ingress 规则一样，每条规则包含 to+ports，可以有多条规则。
  - to:
    - ipBlock:
        cidr: 10.0.0.0/24
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 5978

2. Apparmor

查看当前节点加载的 apparmor profile ，如果没有加载，要手工加载

apparmor_status|grep nginx

apparmor_parser /etc/apparmor.d/nginx_apparmor

cks 考试的 apparmor profile 文件内容：

#include 
#nginx-profile-3  
profile nginx-profile-3 flags=(attach_disconnected) {
  #include 
  file,
  # Deny all file writes.
  deny /** w,
}

注意： nginx-profile-3 这一行要确保注释掉，考试环境提供的可能没有注释，加载配置文件按时会报错

root@node01:~# apparmor_parser  /etc/apparmor.d/nginx_apparmor
AppArmor parser error for /etc/apparmor.d/nginx_apparmor in /etc/apparmor.d/ninx_apparmor at line 2: Found unexpected character: '-'

修改 pod yaml 文件，在注释里设置为 podx 加载 apparmor profile

annotations:
  container.apparmor.security.beta.kubernetes.io/podx: localhost/nginx-profile-3

yaml 文件内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: podx
  annotations:
    container.apparmor.security.beta.kubernetes.io/podx: localhost/nginx-profile-3
spec:
  containers:
  - image: busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: podx
    command: [ "sh", "-c", "echo 'Hello AppArmor!' && sleep 1h" ]
    resources: {}
  nodeName: node01
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always

3. 修复kube-bench发现的安全问题

kube-bench 是一个 CIS 评估工具，扫描 kubernetes 集群存在的安全问题，基本上按照扫描结果的修复建议进行修复就可以了，系统会给出很具体的修复措施。

# 修复 kube-apiserver 安全问题
vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver
#修改：
--authorization-mode=Node,RBAC
#添加
--insecure-port=0
#删除
# --insecure-bind-address=0.0.0.0

#修复 kubelet 安全问题
vi /var/lib/kubelet/config.yaml
# 将authentication.anonymous.enabled 设置为 false
authentication:
  anonymous:
    enabled: false
# authorization.mode 设置为 Webhook
authorization:
  mode: Webhook
  
# 修复 etcd 安全问题
vi /etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml
# 修改为true：
- --client-cert-auth=true

# 以上修复完成后 重新加载配置文件并重启kubelet

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

4. 解决 pod 的 serviceaccount 设置错误问题

这个题要注意 serviceaccount 有个选项
automountServiceAccountToken, 这个选项决定是否自动挂载 secret 到 pod。
有这个选项，我们就可以控制 pod 创建并绑定 serviceaccount 时，不自动挂载对应的 secret，这样 pod 就没有权限访问 apiserver，提高了业务 pod 的安全性。

可以在 serviceaccount 和 pod 的 spec 里设置，pod的设置优先于 serviceaccount 里的设置。

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: backend-sa 
  namespace: qa 
automountServiceAccountToken: false

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: backend
  namespace: qa
spec:
  serviceAccountName: backend-sa
  containers:
  - image: nginx:1.9
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: backend

删除未使用的 serviceaccount

5. 设置默认网络策略

这道题是送分题，设置默认拒绝所有出站和入站的 pod 流量，基本上可以参考官网的案例直接改一下名字就可以了
默认网络策略

6. RBAC

这道题也基本是送分题，参考官网文档，根据题目要求，设置 role 的资源访问权限，绑定到 serviceaccount 就可以了。
RBAC

7. 日志审计

这道题稍复杂，需要按照要求启动日志审计，包括两个步骤：
(1) 编写日志审计策略文件
日志审计策略

apiVersion: audit.k8s.io/v1
kind: Policy
omitStages:
  - "RequestReceived"
rules:
  - level: RequestResponse   
    resources:
    - group: ""
      resources: ["namespaces"]
  
  - level: Request
    resources:
    - group: ""
      resources: ["persistentvolumes"] 
    namespaces: ["front-apps"]

  - level: Metadata
    resources:
    - group: ""
      resources: ["secrets", "configmaps"]

  - level: Metadata
    omitStages:
      - "RequestReceived"

(2) 修改 kube-apiserver.yaml配置文件，启用日志审计策略，日志策略配置文件位置、日志文件存储位置、循环周期。
启动日志配置

vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml


# 设置日志审计策略文件在 pod 里的 mount 位置
- --audit-policy-file=/etc/kubernetes/logpolicy/sample-policy.yaml

# 设置日志文件存储位置
- --audit-log-path=/var/log/kubernetes/audit-logs.txt

# 设置日志文件循环
- --audit-log-maxage=10    
- --audit-log-maxbackup=2

# mount 日志策略和日志文件的
volumeMounts:
  - mountPath: /etc/kubernetes/logpolicy/sample-policy.yaml
    name: audit
    readOnly: true
  - mountPath: /var/log/kubernetes/audit-logs.txt
    name: audit-log
    readOnly: false
volumes:
  - name: audit
    hostPath:
      path: /etc/kubernetes/logpolicy/sample-policy.yaml
      type: File
  - name: audit-log
    hostPath:
      path: /var/log/kubernetes/audit-logs.txt
      type: FileOrCreate

重启 kubelet

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

8. 创建 secret

这道题考解码 secret 的 base64 编码信息，创建新的 secret 并 mount 到 pod 的特定位置。
解码 secret

kubectl get secrets -n istio-system db1-test -o jsonpath={.data.username} | base64 -d >  /cks/sec/user.txt
kubectl get secrets -n istio-system db1-test -o jsonpath={.data.password} | base64 -d >  /cks/sec/pass.txt

创建secret

kubectl create secret generic db2-test -n istio-system --from-literal=username=production-instance --from-literal=password=KvLftKgs4aVH

使用secret

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-pod
  namespace: istio-system
spec:
  containers:
  - name: dev-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: secret-volume
      mountPath: /etc/secret
  volumes:
  - name:
    secret:
      secretName: db2-test

9. 检测 dockerfile 的不安全指令

这道题也是送分题，主要是把 dockerfile里两个使用了 root 用户的指令删除，把添加特定能力的 securityContext 安全上下文注释掉。

# 删除两处
USER root

# 注释 securityContext
# securityContext:
#   {"Capabilities": {'add':{NET_BIND_SERVICE}, 'drop: []'}, 'privileged': TRUE}

10. 运行沙箱容器

给出了支持安全沙箱容器运行时 handler runsc，我们需要创建一个 RuntimeClass 并在 pod spec里指定是用该 RuntimeClass
参考资料

创建 RuntimeClass

apiVersion: node.k8s.io/v1beta1
kind: RuntimeClass
metadata:
  name: untrusted 
handler: runsc

修改 server 命名空间所有 pod，设置 runtimeClassName

注意：运行中的 pod 只能修改有限的几个属性，不支持修改 RuntimeClass，需要将所有 pod 的 yaml 解析出来，修改 yaml 后，再重新创建 pod

还需要修改deployment

    spec:。
      runtimeClassName: untrusted 
      containers:
      - image: vicuu/nginx:host
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx-host

11. 删除不符合最佳实践的 pod

参考链接

删除启用了特权的 pod
主要是检查 pod 是否含 privileged: true
kubectl get po xxx -n production -o yaml| grep -i “privileged: true”
删除有状态 pod
kubectl get pods XXXX -n production -o jsonpath={.spec.volumes} | jq

12. 扫描镜像安全漏洞并删除使用有安全漏洞镜像的pod

这道题考察对于镜像扫描工具 trivy 的使用

# 获取镜像名
kubect get pod XXXX -n kamino -o yaml | grep image
# 扫描镜像
trivy image -s HIGH,CRITICAL imagename
# kubectl delete po xxx

13. 使用 sysdig 检查容器里里的异常进程

本体考察是否掌握 sysdig 的基本用法，记住两个帮助命令：

sysdig -h 查看 sysdig 帮助
sysdig -l 查看 sysdig 支持的元数据

另外 sysdig 支持指定 containerid 分析特定容器

# 查看容器id
docker ps |grep tomcat
sysdig -M 30 -p "*%evt.time,%user.uid,%proc.name" container.id=xxxx>opt/DFA/incidents/summary

14. PodSecurityPolicy

这道题考察是否掌握 psp 的用法，包括5步骤
(1) 创建 psp
参考链接

apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
  name: restrict-policy
spec:
  privileged: false 
  seLinux:
    rule: RunAsAny
  supplementalGroups:
    rule: RunAsAny
  runAsUser:
    rule: RunAsAny
  fsGroup:
    rule: RunAsAny
  volumes:
  - '*'

(2) 创建 clusterrole，使用 psp

kubectl create clusterrole restrict-access-role --verb=use --resource=psp --resource-name=restrict-policy

(3) 创建 serviceaccount

kubectl create sa psp-denial-sa -n staging

(4) 绑定 clusterrole 到 serviceaccount

kubectl create clusterrolebinding dany-access-bind --clusterrole=restrict-access-role --serviceaccount=staging:psp-denial-sa

(5) 启用 PodSecurityPolicy

vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml 
#确保有以下内容：
- --enable-admission-plugins=NodeRestriction,PodSecurityPolicy

15. 启用 API server认证

这道题同前面 kube-bench 的考核内容有点重合，题目中是用 kubeamd创建的 kubernetes服务器权限设置有问题，允许未经授权的访问。
参考链接
需要进行以下修改：

使用 Node,RBAC 授权模式和 NodeRestriction 准入控制器

vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
# 确保以下内容
- --authorization-mode=Node,RBAC
- --enable-admission-plugins=NodeRestriction
- --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
- --enable-bootstrap-token-auth=true

删除 system:anonymous 的 ClusterRolebinding角色绑定，取消匿名用户的集群管理员权限

kubectl delete clusterrolebinding system:anonymous

16. ImagePolicyWebhook

这道题考察 ImagePolicyWebhook 准入控制器的使用，分4个步骤

修改控制器配置文件，将未找到有效后端时的默认拒绝改为默认不拒绝
参考链接

vi /etc/kubernetes/epconfig/admission_configuration.json

{

  "imagePolicy": {
     "kubeConfigFile": "/etc/kubernetes/epconfig/kubeconfig.yaml",
     "allowTTL": 50,
     "denyTTL": 50,
     "retryBackoff": 500,
     "defaultAllow": false
  }
}

修改控制器访问 webhook server 的 kubeconfig

vi /etc/kubernetes/epconfig/kubeconfig.yaml

修改如下内容

apiVersion: v1
kind: Config
clusters:
- cluster:
    certificate-authority: /etc/kubernetes/epconfig/webhook.pem
    server: https://acme.local:8082/image_policy  # web hook server 的地址
  name: bouncer_webhook
# 以下省略

启用ImagePolicyWebhook
vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

# 启用 ImagePolicyWebhook
- --enable-admission-plugins=NodeRestriction,ImagePolicyWebhook
# 指定准入控制器配置文件
- --admission-control-config-file=/etc/kubernetes/epconfig/admission_configuration.json
# mount
    volumeMounts:
    - mountPath: /etc/kubernetes/epconfig
      name: epconfig
# 映射 volumes      
  volumes:
    - name: epconfig
    hostPath:
      path: /etc/kubernetes/epconfig

测试是否生效

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet
kubectl apply -f /cks/img/web1.yaml

2022年2月kubernetes CKS备考实录

前言

1.NetworkPolicy

2. Apparmor

3. 修复kube-bench发现的安全问题

4. 解决 pod 的 serviceaccount 设置错误问题

5. 设置默认网络策略

6. RBAC

7. 日志审计

8. 创建 secret

9. 检测 dockerfile 的不安全指令

10. 运行沙箱容器

11. 删除不符合最佳实践的 pod

12. 扫描镜像安全漏洞并删除使用有安全漏洞镜像的pod

13. 使用 sysdig 检查容器里里的异常进程

14. PodSecurityPolicy

15. 启用 API server认证

16. ImagePolicyWebhook

有图有真相

CKA

CKS

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5. 设置默认网络策略

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7. 日志审计

8. 创建 secret

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10. 运行沙箱容器

11. 删除 不符合最佳实践的 pod

12. 扫描镜像安全漏洞并删除使用有安全漏洞镜像的pod

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15. 启用 API server认证

16. ImagePolicyWebhook

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