2022年2月kubernetes CKS备考实录

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 <tunables/global>
#nginx-profile-3  
profile nginx-profile-3 flags=(attach_disconnected) {
  #include <abstractions/base>
  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: truekubectl get po xxx -n production -o yaml| grep -i “privileged: true”
• 删除有状态 podkubectl 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:
    ru