【Traefik】4 - Let's Encrypt证书 + DNSPOD + 自动续签

背景

我的Deployment绑定了很多子域名，但每次在腾讯云中申请证书只有90天，还需要手动更换大量证书，所以我想使用Traefik自动续签证书，而且使用腾讯云的DNS验证方式，这样就不用每次都手动更换证书了。

环境

traefik: v2.9.10
kubernetes: v1.24.6+k3s1

准备工作

域名绑定

在腾讯云中，我们需要将泛域名(*.yourdomain.com)解析到我们的服务器IP上，这样Traefik才能通过DNS验证方式自动续签证书，其中：

主机记录：*
记录类型：A
记录值：你的服务器IP

泛域名绑定成功后，后面我们任何子域名都可以通过这个泛域名来验证并访问，例如：(test1.yourdomain.com、test2.yourdomain.com)。

申请DNSPOD API密钥

因为我的域名在腾讯的DNSPOD中，因此我们需要申请API密钥，用于Traefik自动续签证书，申请地址如下：

1	https://console.dnspod.cn/account/token/token

Traefik配置

创建pv

接下来我们需要将/data/acme.json持久化，如果不持久化，重启后，acme.json会被删除，导致每次重启都需要申请一个新的证书，168小时内申请证书过多，会导致1天的封禁，因此我们需要持久化 acme.json 文件。

新建目录 /home/k3s/data/traefik，并授予读写权限：

1 2	mkdir -p /home/k3s/data/traefik chmod a+w+r /home/k3s/data/traefik

创建pv文件 /var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik-pv.yaml

1	touch /var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik-pv.yaml

内容如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: traefik-pv
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: traefik-config
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/home/k3s/data/traefik"

创建pv持久化卷：

1	kubectl apply -f /var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik-pv.yaml

配置自动证书

接下来我们需要修改K3s中，Traefik的配置文件，添加证书自动续签的配置，这里我们使用HelmChartConfig的方式修改Traefik的配置。

在路径/var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik-config.yaml中，添加如下配置：

apiVersion: helm.cattle.io/v1
kind: HelmChartConfig
metadata:
  name: traefik
  namespace: kube-system
spec:
  valuesContent: |-
    ports:
      websecure:
        tls:
          enabled: true
          certResolver: "le"
    additionalArguments:
      - "--entrypoints.websecure.http.tls.domains[0].main=yourdomain.com"
      - "--entrypoints.websecure.http.tls.domains[0].sans=*.yourdomain.com"
      - "--certificatesresolvers.le.acme.email=youremail@example.com"
      - "--certificatesresolvers.le.acme.storage=/data/acme.json"
      - "--certificatesresolvers.le.acme.dnschallenge=true"
      - "--certificatesresolvers.le.acme.dnschallenge.provider=dnspod"
    env:
      - name: "DNSPOD_API_KEY"
        value: "<YOUR DNSPOD ID>,<YOUR DNSPOD TOKEN>"
      - name: "DNSPOD_HTTP_TIMEOUT"
        value: "150"
      - name: "DNSPOD_POLLING_INTERVAL"
        value: "5"
      - name: "DNSPOD_PROPAGATION_TIMEOUT"
        value: "300"
    persistence:
      enabled: true #开启数据持久化
      name: data
      accessMode: ReadWriteOnce
      storageClass: "traefik-config"
      path: /data

首先，我们更改 traefik-config.yaml 而不是更改 traefik.yaml 的原因是，K3S会周期性的执行 /var/lib/rancher/k3s/server/manifests 目录下的所有yaml，而如果我们修改了默认的traefik.yaml，K3S会自动恢复默认文件，所以我们这里需要新建一个yaml文件，用HelmChartConfig的方式修改traefik安装的配置即可。

将 yourdomain.com 更改为你的域名，<YOUR DNSPOD ID> 为刚刚创建的API ID，<YOUR DNSPOD TOKEN> 为刚刚创建的API TOKEN，youremail@example.com 为你的邮箱地址。

DNSPod 有以下两个问题：

我们从管理界面生成的 ID 和 TOKEN 需要以 DNSPOD_API_KEY=, 的格式使用。
由于解析生效时间比较慢，因此建议延长 Timeout 时间。

上述内容都配置完毕后，会自动执行一个helm job，用于安装traefik，安装完成后，我们通过kubectl get pods -n kube-system命令查看是否安装成功。

P.S. 请注意，由于acme的缘故，replicas似乎不支持修改，关于更多helm chart配置，可以参考官方文档：https://github.com/traefik/traefik-helm-chart/blob/master/traefik/values.yaml

测试

接下来我们尝试创建一个应用来看看是否生效

cat << EOF > whoami.yml
 apiVersion: v1
 kind: Service
 metadata:
   name: whoami
 spec:
   ports:
     - protocol: TCP
       name: web
       port: 80
   selector:
     app: whoami
 ---
 kind: Deployment
 apiVersion: apps/v1
 metadata:
   name: whoami
   labels:
     app: whoami
 spec:
   replicas: 1
   selector:
     matchLabels:
       app: whoami
   template:
     metadata:
       labels:
         app: whoami
     spec:
       containers:
         - name: whoami
           image: traefik/whoami
           ports:
             - name: web
               containerPort: 80
EOF

创建应用：

1	kubectl apply -f whoami.yml

接下来我们创建一个ingress，用于访问这个Deployment：

cat << EOF > ingress-whoami.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: test.yourdomain.com
  namespace: default
spec:
  rules:
    - host: test.yourdomain.com
      http:
        paths:
          - backend:
              service:
                name: whoami
                port:
                  number: 80
            path: /
            pathType: Prefix
  EOF

1	kubectl apply -f ingress-whoami.yml

访问通过https访问这个域名：https://test.yourdomain.com，如果你看到了默认页面，证明证书已经生效，此时你可以点击浏览器的锁图标查看证书信息，你会看到证书的有效期是90天，服务商为Let's Encrypt，证明证书已经创建成功。

强制HTTPS

如果你想强制所有的请求都使用HTTPS，可以在Traefik的配置文件中添加如下配置：

cat << EOF > redirect.yml
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: Middleware
metadata:
  name: redirect-https
  namespace: default
spec:
  redirectScheme:
    scheme: https
  EOF

1	kubectl apply -f redirect.yml

然后在 ingress-whoami.yml 中，添加Middle Ware即可：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
      traefik.ingress.kubernetes.io/router.middlewares: default-redirect-https@kubernetescrd
      ...

此时流量会先经过defalut命名空间下的redirect-https中间件，将所有的请求重定向到https。