一：创建 k8s 各组件 TLS 加密通信的证书和秘钥

kubernetes 系统的各组件需要使用 TLS 证书对通信进行加密，本文档使用 CloudFlare 的 PKI 工具 cfssl 来生成 Certificate Authority (CA) 和其它证书；
生成的 CA 证书和秘钥文件如下：

• ca-key.pem
• ca.pem
• kubernetes-key.pem
• kubernetes.pem
• kube-proxy.pem
• kube-proxy-key.pem
• admin.pem
• admin-key.pem

单节点做ETCD和MASTER的话，应该是不用kubernetes证书

使用证书的组件如下：

• etcd：使用 ca.pem、kubernetes-key.pem、kubernetes.pem；
• kube-apiserver：使用 ca.pem、kubernetes-key.pem、kubernetes.pem；
• kubelet：使用 ca.pem；
• kube-proxy：使用 ca.pem、kube-proxy-key.pem、kube-proxy.pem；
• kubectl：使用 ca.pem、admin-key.pem、admin.pem；

kube-controller、kube-scheduler 当前需要和 kube-apiserver 部署在同一台机器上且使用非安全端口通信，故不需要证书。

wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64

chmod +x cfssl_linux-amd64
mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
chmod +x cfssljson_linux-amd64
mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
chmod +x cfssl-certinfo_linux-amd64
mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo

export PATH=/usr/local/bin:$PATH
```

#### 创建 CA 配置文件
```
cat > ca-config.json <<EOF
{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "8760h"
    },
    "profiles": {
      "kubernetes": {
        "usages": ["signing", "key encipherment", "server auth", "client auth"],
        "expiry": "8760h"
      }
    }
  }
}
EOF
```

字段说明
- 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；

#### 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)；

#### 生成 CA 证书和私钥
```
cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca
```
#### 创建 kubernetes 证书
创建 kubernetes 证书签名请求
```
cat > kubernetes-csr.json <<EOF
{
  "CN": "kubernetes",
  "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "192.168.100.17",  
      "192.168.100.19",
      "192.168.100.20",   
      "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
```
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
```
#### 创建 admin 证书
创建 admin 证书签名请求
```
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
```
- 后续 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 Rolecluster-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；

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
```
#### 创建 kube-proxy 证书
创建 kube-proxy 证书签名请求
```
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；

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
```

查看证书信息
```
cfssl-certinfo -cert kubernetes.pem
```






参考资料：[Kubernetes集群安装文档-v1.6版本](https://www.kubernetes.org.cn/1870.html)
[Kubernetes 1.6新增主要功能介绍](https://www.kubernetes.org.cn/1838.html)