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还不会 Cert Manager?一文读懂

· 阅读需 9 分钟

相信很多小伙伴对于 Cert Manager 不陌生,Cert Manager 是 Kubernetes 上的证书管理工具,基于 ACME 协议与 Let's Encrypt 签发免费证书并为证书自动续期,实现永久免费使用证书。

本文将介绍如何使用 Cert Manager 实现自动签发证书并与 Rainbond 结合使用。

Cert Manager 概述

工作机制概述

在将 Cert Manager 部署到 Kubernetes 集群后,可以通过创建支持的自定义资源 CRD 来实现证书的签发和自动续期功能。以下是 Cert Manager 的工作机制概览:

Issuer 是 Cert Manager 用于定义证书签发方式的资源类型。它支持以下多种证书颁发机构:

  • Let's Encrypt:广泛使用的免费证书颁发机构,支持 ACME 协议。
  • HashiCorp Vault:适用于企业级密钥管理和证书签发。
  • Venafi:支持企业环境中更复杂的证书管理需求。
  • 自签发证书:适合内部使用场景。

Certificate 是 Cert Manager 的核心资源之一,用于定义需要签发的域名证书及其相关配置。它包含以下关键信息:

  • 域名信息:需要绑定证书的具体域名。
  • 配置参数:指定签发证书所需的额外信息,例如有效期、密钥长度等。
  • Issuer 的引用:关联到某个具体的 IssuerClusterIssuer

Secrets 是 Kubernetes 的资源对象,签发完成的证书最终会存储在 Secrets 中,供其他组件引用。

证书签发概述

本文使用 Let’s Encrypt 作为证书颁发机构,Let’s Encrypt 利用 ACME 协议校验域名的归属,校验成功后可以自动颁发免费证书。免费证书有效期只有90天,默认情况下 Cert Manager 会在证书到期前30天自动续期,即实现永久使用免费证书。校验域名归属的两种方式分别是 HTTP-01DNS-01

HTTP-01:通过向域名的 HTTP 服务发送请求验证域名归属,适用于使用 Ingress 暴露流量的服务,但不支持泛域名证书。Cert Manager 会动态创建或修改 Ingress 规则,添加临时路径以响应 Let’s Encrypt 的验证请求。验证通过后颁发证书。

DNS-01:通过在 DNS 提供商处添加 TXT 记录验证域名归属,支持泛域名证书且无需 Ingress。Cert Manager 使用 DNS 提供商的 API 自动更新记录。Let’s Encrypt 查询 TXT 记录后完成验证并颁发证书。

校验方式对比

特性HTTP-01DNS-01
是否依赖 Ingress
是否支持泛域名
配置难度简单,适用于所有 DNS 提供商配置复杂,依赖 DNS 提供商的 API 支持
典型适用场景仅服务通过 Ingress 暴露流量需要泛域名证书或无 Ingress 的服务

部署 Cert Manager 和 Rainbond

使用 Helm 安装 Cert Manager,更多请参考Cert Manager 部署文档

$ helm repo add jetstack https://charts.jetstack.io
$ helm install \
cert-manager jetstack/cert-manager \
--namespace cert-manager \
--create-namespace \
--version v1.16.2 \
--set crds.enabled=true

执行以下命令,快速安装 Rainbond

curl -o install.sh https://get.rainbond.com && bash ./install.sh

创建 Issuer

Issuer 是 Cert Manager 的核心资源,用于定义证书的签发方式和配置。以下是一个示例,使用 HTTP-01 校验方式结合 Ingress 签发证书。

$ kubectl apply -f issuer.yaml
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Issuer
metadata:
name: issuer # Issuer 的名称
namespace: default # 所在的命名空间
spec:
acme:
server: https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory # Let's Encrypt 的生产环境 ACME 服务地址
privateKeySecretRef:
name: issuer-account-key # 保存 ACME 私钥的 Kubernetes Secret
solvers: # 域名校验方式
- http01:
ingress:
ingressClassName: apisix # 使用 APISIX 作为 Ingress 控制器

创建 Certificate

Certificate 是 Cert Manager 的核心资源之一,用于指定需要签发的域名证书及其相关配置。以下是一个完整的配置示例,结合前面创建的 Issuer,为指定域名自动签发和续期证书。

以下 YAML 文件创建了一个 Certificate 资源,为域名 test.rainbond.com 签发证书:

$ kubectl apply -f certificate.yaml
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
name: test-rainbond-com # Certificate 资源的名称
namespace: default # 所在的命名空间
spec:
dnsNames:
- test.rainbond.com # 需要绑定证书的域名
issuerRef:
kind: Issuer # 引用的 Issuer 类型
name: issuer # 引用的 Issuer 名称
secretName: test-rainbond-com-tls # 存储签发的证书和私钥的 Secret 名称

获取和查看证书

创建 Certificate 后,可以通过以下步骤检查签发状态并获取证书内容:

  1. 检查 Certificate 签发状态,使用 kubectl get certificate 命令查看 Certificate 的状态:
$ kubectl get certificate -n default
NAME READY SECRET AGE
test-rainbond-com True test-rainbond-com-tls 1m
  • READY 为 True:表示证书签发成功。证书已保存在指定的 Secret 中。
  • READY 为 False:表示签发失败。需要进一步排查原因。
  1. 排查签发失败原因,如果 READY 状态为 False,可以使用以下命令查看详细事件日志:
kubectl describe certificate test-rainbond-com -n default

日志中会显示失败的原因,例如域名校验失败、配置错误或 Issuer 不可用。

  1. 查看生成的 Secret,当 READY 状态为 True 时,证书和密钥将保存在指定的 Secret 中。可以通过以下命令查看:
$ kubectl get secret test-rainbond-com-tls -n default
NAME TYPE DATA AGE
test-rainbond-com-tls kubernetes.io/tls 2 1m
  • tls.crt: 证书内容。
  • tls.key: 证书对应的私钥。
  1. 获取具体证书和密钥内容,使用以下命令查看或提取证书和私钥内容:
$ kubectl get secret test-rainbond-com-tls -n default -o yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: test-rainbond-com-tls
namespace: default
data:
tls.crt: <base64 encoded certificate>
tls.key: <base64 encoded private key>

可以使用 base64 解码证书内容:

echo "<base64 encoded certificate>" | base64 -d

在 Rainbond 中使用证书

Rainbond v6 版本采用 APISIX 作为默认的 Ingress 控制器,通过配置 ApisixTls 资源即可轻松绑定证书,APISIX 会根据网关中的域名自动匹配对应的证书。

$ kubectl apply -f tls.yaml
apiVersion: apisix.apache.org/v2
kind: ApisixTls
metadata:
name: test-rainbond-com # 资源名称
namespace: default # 所在命名空间
spec:
hosts:
- test.rainbond.com # 绑定的域名
ingressClassName: apisix # 指定 Ingress 类名
secret:
name: test-rainbond-com-tls # 引用存储证书的 Secret 名称
namespace: default # 引用的 Secret 所在命名空间

添加路由

在 Rainbond 页面上添加网关路由。进入网关管理 > 路由设置,创建一个新的路由,填写域名(如 test.rainbond.com)并完成路由配置。

Rainbond 会自动检测网关路由的域名是否与 ApisixTls 中的 hosts 匹配。如果匹配成功,将自动为该域名启用 HTTPS,并绑定对应的证书。

最后

通过本文的介绍,我们详细了解了如何使用 Cert Manager 在 Kubernetes 中实现证书的自动签发与续期,并将其与 Rainbond 集成。Cert Manager 的灵活性与 Rainbond 的易用性结合,可以大大简化 HTTPS 的部署流程,为服务提供安全性保障。