自定义基于kubeadm创建的k8s集群证书

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在 Kubernetes 集群的运维过程中，证书管理是非常重要的一部分。尤其是自定义证书的过期时间和定期的证书检查与替换。本文将详细介绍如何自定义基于kubeadm创建的k8s集群证书。

1、确认当前Kubernetes版本

首先，确认当前 Kubernetes版本：

Bash
kubectl version
WARNING: This version information is deprecated and will be replaced with the output from kubectl version --short.  Use --output=yaml|json to get the full version.
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"27", GitVersion:"v1.27.6", GitCommit:"741c8db18a52787d734cbe4795f0b4ad860906d6", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2023-09-13T09:21:34Z", GoVersion:"go1.20.8", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Kustomize Version: v5.0.1
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"27", GitVersion:"v1.27.6", GitCommit:"741c8db18a52787d734cbe4795f0b4ad860906d6", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2023-09-13T09:14:09Z", GoVersion:"go1.20.8", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
# 这里查看的go环境版本为：GoVersion:"go1.20.8"
# Kubernetes源码版本为：GitVersion:"v1.27.6"

2、下载对应源码和编译环境

下载对应源码

根据Kubernetes版本信息下载对应版本的Kubernetes源码，

下载地址：

https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases，

这里是v1.27.6版本

下载对应go环境

根据Kubernetes版本信息下载对应版本的go环境，下载地址：https://go.dev/dl/，这里是1.20.8版本

3、证书备份

为确保安全，先进行证书备份：

Bash
# master
cp -r /etc/kubernetes/pki /etc/kubernetes/pki-backup

4、证书检查

Kubernetes 提供了 kubeadm 命令来检测集群证书的过期时间。执行以下命令检查证书状态：

Bash
kubeadm certs check-expiration
[check-expiration] Reading configuration from the cluster...
[check-expiration] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -o yaml'


CERTIFICATE                EXPIRES                  RESIDUAL TIME   CERTIFICATE AUTHORITY   EXTERNALLY MANAGED
admin.conf                 Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            ca                      no      
apiserver                  Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            ca                      no      
apiserver-etcd-client      Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            etcd-ca                 no      
apiserver-kubelet-client   Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            ca                      no      
controller-manager.conf    Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            ca                      no      
etcd-healthcheck-client    Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            etcd-ca                 no      
etcd-peer                  Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            etcd-ca                 no      
etcd-server                Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            etcd-ca                 no      
front-proxy-client         Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            front-proxy-ca          no      
scheduler.conf             Feb 14, 2026 05:26 UTC   364d            ca                      no

此命令会列出集群中所有证书的过期信息，当前证书过期时间为1年。

5、自定义证书时间并替换

按照以下步骤进行替换：

5.1 准备编译环境

在 master节点准备编译环境：

Bash
# master
tar xf go1.20.8.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
echo "export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin" >>/etc/profile
source /etc/profile
go version

5.2 源码编译和替换

然后，编译 kubeadm 并替换原有版本：

Bash
# master
tar xf kubernetes-1.27.6.tar.gz
cd kubernetes-1.27.6/
vi cmd/kubeadm/app/constants/constants.go

修改证书有效期为 10 年（3650 天）：

Bash
CertificateValidity = time.Hour * 24 * 365 * 10

编译 kubeadm：

Bash
make WHAT=cmd/kubeadm GOFLAGS=-v
ll _output/bin/
mv /usr/bin/kubeadm /usr/bin/kubeadm.bak
cp _output/bin/kubeadm /usr/bin/

5.3 更新证书

执行以下命令更新所有证书：

Bash
# master
kubeadm certs renew all
# 如不需要更新所有证书，可以按需更新以下证书
kubeadm certs renew admin.conf
kubeadm certs renew apiserver
kubeadm certs renew apiserver-kubelet-client 
kubeadm certs renew controller-manager.conf
kubeadm certs renew front-proxy-client
kubeadm certs renew scheduler.conf

5.4 同步文件至其他Master节点

将更新后的 kubeadm 二进制文件和证书同步到其他 Master 节点：

Bash
scp /usr/bin/kubeadm master02:/usr/bin
scp /usr/bin/kubeadm master03:/usr/bin

5.5 重启相关组件

最后，重启相关的 Kubernetes 组件，使证书生效：

Bash
kubectl -n kube-system delete po -l 'component=kube-apiserver'
kubectl -n kube-system delete po -l 'component=kube-controller-manager'
kubectl -n kube-system delete po -l 'component=kube-scheduler'

通过执行这些命令，集群中的证书将会更新，并且相关的组件会自动重启，应用新证书。

5.6 证书检查

执行以下命令检查证书状态：

Bash
kubeadm certs check-expiration
[check-expiration] Reading configuration from the cluster...
[check-expiration] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -o yaml'


CERTIFICATE                EXPIRES                  RESIDUAL TIME   CERTIFICATE AUTHORITY   EXTERNALLY MANAGED
admin.conf                 Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              ca                      no      
apiserver                  Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              ca                      no      
apiserver-etcd-client      Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              etcd-ca                 no      
apiserver-kubelet-client   Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              ca                      no      
controller-manager.conf    Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              ca                      no      
etcd-healthcheck-client    Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              etcd-ca                 no    
etcd-peer                  Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              etcd-ca                 no      
etcd-server                Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              etcd-ca                 no      
front-proxy-client         Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              front-proxy-ca          no      
scheduler.conf             Feb 12, 2035 05:48 UTC   9y              ca                      no

可以看到，现在所有证书过期时间均已变成10年。

5、总 结

本文详细介绍了如何自定义基于kubeadm创建的Kubernetes集群证书的过期时间，并对证书进行定期检查和替换。通过重新编译kubeadm源码，我们能够灵活地设置证书的有效期限，从而为测试环境和生产环境提供便利。

自定义证书过期时间不仅简化了运维管理，还减少了因证书过期导致的潜在风险。此外，通过本文的步骤，您可以确保集群的安全性和稳定性，同时避免了频繁更新证书带来的额外工作负担。

通过执行上述步骤，您可以有效地更新集群中的证书，并确保相关组件能够自动重启并应用新证书。这种方法不仅提高了运维效率，还增强了集群的整体安全性。

如有相关问题，请在文章后面给小编留言，小编安排作者第一时间和您联系，为您答疑解惑。

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