如何通过 kubectl 进入 node shell

本文最后更新于：2023年5月6日 上午

概述

假设这样一个场景：

生产环境中，Node 都需要通过堡垒机登录，但是 kubectl 是可以直接在个人电脑上登录的。

这种场景下，我想要通过 kubectl 登录到 K8S 集群里的 Node，可以实现吗？

可以的！

本质上是利用容器（runC）的弱隔离（共享内核，Cgruop 等实现进程隔离）实现的权限逃逸。

如果贵司使用的一些商业容器平台（如：openshift，rancher）等，可能默认安装时就会通过 PSP scc 或 policy 等预先屏蔽掉这层隐患。

但是如果是原生的 Kubernetes， 往往下面的办法是可行的。

原理概述

先说本质，本质上就是：

容器（runC）是弱隔离

• 对于虚拟机来说，虚拟机是通过内核（kernel）级别的隔离，不同的虚拟机有不同的内核，所以安全性要高很多，从虚拟机逃逸到其所在的物理机上是非常困难的。
• 但是，容器（runC）是弱隔离，一台机器上的所有容器都共享同一个内核，他们之所以默认互相看不见，是通过 Cgroup、net namespace 等实现的进程级别的隔离。

那么，加入你没有对容器的权限做进一步的限制，我是可以通过运行一个特权容器，直接进入到其所在的 node 上的。

具体步骤

适用于 K8S 1.25 之前的版本。

步骤很简单，就是创建上文说的这么一个 特权 容器，通过 nsenter command 进入 node shell。示例 yaml 如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: nsenter-v0l86q
  name: nsenter-v0l86q
  namespace: default
spec:
  containers:
  - command:
    - nsenter
    - --target
    - "1"
    - --mount
    - --uts
    - --ipc
    - --net
    - --pid
    - --
    - bash
    - -l
    image: docker.io/library/alpine
    imagePullPolicy: Always
    name: nsenter
    securityContext:
      privileged: true
    stdin: true
    stdinOnce: true
    tty: true
  hostNetwork: true
  hostPID: true
  restartPolicy: Never
  tolerations:
  - key: CriticalAddonsOnly
    operator: Exists
  - effect: NoExecute
    operator: Exists
YAML

直接 kubectl apply -f node-shell.yaml 即可进入 node shell。

上面的 yaml，关键有这么几点：

进入 node shell 的命令：nsenter --target 1 --mount --uts --ipc --net --pid -- bash -l，在 Linux 系统里， nsenter 是一个命令行工具，用于进入到另一个 namespace 。 譬如， nsenter -n -t 1 bash 就是进入到 pid 为 1 的进程所在的网络 namespace 里。

以及进入 node shell 的权限：

• hostPID: true 共享 host 的 pid
• hostNetwork: true 共享 host 的网络
• privileged: true: PSP 权限策略是 privileged, 即完全无限制。

进入 node shell 的 pod 后， 效果如下：

node shell- 可以切换 shell

node shell- 可以查看所有的进程信息

node shell- 可以执行 root 权限的 systemctl

实用工具 - 进入 node shell 更方便

这里推荐 2 个工具，可以更方便地进入 node shell。

krew node-shell

可以通过 kubectl 插件管理工具 krew 安装 node-shell.

如下：

# 安装工具
kubectl krew install node-shell
# 进入 node shell
Kubectl node-shell <node-name>
BASH

Lens

Kubernetes 图形化管理工具 - Lens 也有相关功能。

具体使用方法如下：

Lens- 选择指定 node 进入 shell

Lens- 实际上也是启动个特权 pod，可以执行 root 命令

总结

上文介绍了通过 kubectl 命令以 root 权限进入 node shell 的方法，非常简单，实际上在大多数的原生 Kubernetes 上都生效。

这个命令实际上是一定程度上利用了安全上的未加固配置。

这里最后还是建议大家除了对 OS 进行安全加固，对 Kubernetes 也要按照安全最佳实践进行安全加固。（典型的就是起码 PSP 等 policy 不要设置为 privileged, 而是设置为 Baseline 或 Restricted）

注意安全！🚧🚧🚧

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