K8s TEE设备插件支持

为了使能K8s对TEE资源的感知和管理，TrustZone提供了TEE设备插件，以便K8s能够将CA/TA容器调度到合适的节点上。

  • 插件仅上报TEE侧的内存资源。并通过虚拟设备数量的方式实现多 PoD 对TEE内存的共享。
  • 插件运行需要TEE环境为机密OS，TEE OS升级为机密OS的方式可参考升级TEE OS（可选）。
  • 支持最小内存分配精度和健康检查周期可配，最小分配精度默认512KB，可配范围需>=512（单位KB），健康检查周期默认60s，配置0表示不进行健康检查。两者可在启动插件时通过参数“-precision xx”和“-internal xx”配置。
  • 对于每个TA容器，用户可根据配置的最小分配精度和TA资源配置文件“configs.xml”中的堆内存设置合适的值。设置大了会导致内存浪费，设置小了会导致TA应用因内存不足而异常退出。
  • 申请插件的TA开发者证书时，建议将TA应用设为常驻TA，即将instanceKeepAlive设为true。
  • 编译TA应用需要在Arm服务器上执行。
  • openEuler系统上K8s环境搭建可参考《Kubernetes 1.18.20 部署指南》中“配置部署环境”相关内容。
  1. 安装编译环境，其中go的版本需要大于等于1.15。 

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    yum install make gcc
wget https://go.dev/dl/go1.15.15.linux-arm64.tar.gz
tar xzvf go1.15.15.linux-arm64.tar.gz
export PATH=$PWD/go/bin/:$PATH
go version

  2. 获取设备插件源码，以及itrustee_sdk用于编译插件TA部分。itrustee_sdk与kunpengsecl在同一层目录下。 

    git clone -b tee-device-plugin https://gitee.com/openeuler/kunpengsecl.git
git clone https://gitee.com/openeuler/itrustee_sdk.git

  3. 配置TA编译资源。

    1. 参考调测环境TA应用开发者证书申请 获取TA证书（config和private_key.pem），并放到“kunpengsecl/tee-device-plugin/cmd/TA”对应目录下。 
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      mkdir -p kunpengsecl/tee-device-plugin/cmd/TA/TA_cert
mkdir -p kunpengsecl/tee-device-plugin/cmd/TA/signed_config

      拷贝后的目录结构如下：

    2. 修改“manifest.txt”
      1. 打开“manifest.txt”文件。 
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        vim kunpengsecl/tee-device-plugin/cmd/TA/manifest.txt
      2. 按“i”键进入编辑模式，根据申请TA证书时configs.xml的配置修改里面对应的值，可参考表1。

      3. 按“Esc”键退出编辑模式，输入:wq!并按“Enter”键保存退出文件。
    3. 修改CA代码。
      1. 打开“tee_mem_ca.c”文件。 
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        vim kunpengsecl/tee-device-plugin/cmd/CA/libteememca/tee_mem_ca.c
      2. 按“i”键进入编辑模式，将CA应用的UUID修改为实际值。

      3. 按“Esc”键退出编辑模式，输入:wq!并按“Enter”键保存退出文件。

  4. 编译设备插件。 

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    cd kunpengsecl/tee-device-plugin
make

    编译完成后，将在“pkg”目录下生成如下文件。

    若直接在宿主机上部署插件，可通过如下命令部署和启动。

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    cp pkg/libteememca.so /usr/lib64/
cp pkg/tee-device-plugin /vendor/bin
cp pkg/*.sec /data/
/vendor/bin/tee-device-plugin

  5. 基于设备插件应用构建Docker镜像。

    1. 拷贝设备插件应用和依赖到“docker”目录，依赖文件可从支持TrustZone的服务器上获取。

      应该从和基础镜像一致的系统上拷贝，以免系统差异导致应用或库无法使用。

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      cp pkg/* docker/
cp /usr/bin/tlogcat docker/
cp /usr/lib64/libteec.so docker/
cp /usr/lib64/libboundscheck.so docker/

    2. 构建镜像。 
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      cd docker
docker build -t tee-device-plugin .

  6. 将镜像上传到镜像仓库，以便部署时计算节点可从仓库拉取到镜像，用户可将仓库名改为自己的私有仓库。 

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    docker tag tee-device-plugin:latest <repository>/tee-device-plugin:latest
docker push <repository>/tee-device-plugin:latest

  7. 为支持TrustZone的服务器打上标签，以便以Daemonset模式部署的插件可以自动部署到对应节点上。 

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    kubectl label nodes <node-name> teetype=trustzone

  8. 以DaemonSet模式部署插件。

    1. 根据实际修改镜像仓库名。 
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      cd ../deploy
vim tee-device-plugin.yml

    2. 部署插件。 
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      kubectl create -f tee-device-plugin.yml
kubectl get pods -A -o wide

      至此，插件已成功部署至支持TrustZone的计算节点。

  9. 构建CA/TA应用镜像，并创建PoD配置文件。可参考容器部署支持完成镜像构建，并上传到镜像仓库，参考test-pod.yml编写yml配置文件。 

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    vim test-pod.yml

  10. 部署PoD应用。部署成功后，可以看到PoD被部署到对应的节点，并占用配置的资源数量。 

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    kubectl create -f test-pod.yml
kubectl describe node <node-name>


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    kubectl get pods -A -o wide

  11. 查看插件和TA应用的日志。

    1. 查看插件日志。 
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      kubectl logs -f k8s-tee-device-plugin-ds-<xxxxx> -n kube-system

      其中xxxxx为随机字符串，可根据插件PoD的实际name进行修改。

    2. 查看TA应用日志。 
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      kubectl logs -f test-pod-ta

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