如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段

發布時間：2021-12-16 10:52:52 來源：億速云閱讀：157 作者：柒染欄目：互聯網科技

如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

在大多數生產環境中，需要實施網絡訪問控制。Kubernetes提供了一種方法來描述Pod 組應該如何通過使用NetworkPolicy資源進行通信。

與Kubernetes中的大多數事情一樣，要使網絡策略正常運行，您需要一個支持它們的Kubernetes CNI插件。

使用場景

在幾乎所有環境中，為應用程序需要通信的組件建立明確的規則，都是一個好主意。Kubernetes網絡策略規范是一種直接的方法，可讓您將NetworkPolicy直接與應用程序清單集成在一起。

NetworkPolicy定義資源的方式，使您可以精確地指定哪些網絡通信是被允許的，而哪些則不允許，同時使用podSelector定義處理在Kubernetes上運行的應用程序的動態屬性。

這意味著您的策略可以針對單個Pod或Pod組，從而將安全范圍“縮小”到Pod的大小。

嚴格定義的網絡策略與default-deny配置相結合，可以避免由于惡意應用程序入侵，和/或行為不當，或者配置錯誤而造成的麻煩。例如，一個應用程序組件可能具有滯留的緩存DNS條目或錯誤的配置參數，導致它與錯誤的后端進行通信。或者應用程序可能會被攻陷并被用作跳板，執行偵查，嘗試橫向滲透，或者只是使用Pod對Kubernetes API的訪問權限來啟動一些加密貨幣挖礦Pod，以竊取您的計算資源。

使用網絡策略保護示例應用程序的安全

網絡策略設計的主題比本指南中允許的空間要大得多。在此示例中，我們將執行以下操作：

為我們的default命名空間創建一個default-deny Ingress策略。這意味著命名空間內的所有傳入Pods的連接必須明確被允許；

為每個示例應用程序組件創建一個Ingress NetworkPolicy對象，僅允許那些我們確定的對象。

步驟1：明確哪些組件應當可以相互通信

首先，我們需要提醒自己，應用程序的各個組件應該如何通信。為此，我們將回到在簡介中看到的應用程序圖：

如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段

從該圖中可以看到：

1. 外界需要到達yelb-ui的TCP端口80-（1）和（2）

2. yelb-ui需要到達yelb-appserver的TCP端口4567

3. yelb-appserver反過來將需要到達yelb-db的TCP端口5432，以及

4. .. yelb-cache的TCP端口6379。

步驟2：如何識別組件？

請記住，NetworkPolicy資源使用選擇器來識別策略適用于哪個Pod，以及該策略將要控制的流量的源和目的地是什么。

在本演示中，我們將使用podSelectror方法，因此需要獲取應用到應用程序Pod的標簽列表。讓我們查看cnawebapp-loadbalancer.yaml示例應用程序的清單，并收集標簽：

現在準備編寫我們的策略。

部署后，這些策略將以以下方式控制應用程序組件之間的通信：

步驟3：“default-deny”策略

確保您位于沙箱控制節點上，以root用戶身份登錄，并且位于正確的目錄中：

# 確認您是root賬戶

whoami | grep root || sudo -s

# 切換到清單目錄

cd /home/centos/yelb/deployments/platformdeployment/Kubernetes/yaml

在此步驟中，我們將創建一個策略，該策略將阻止所有未明確允許的網絡通信。在這一演示中，我們將只限制Ingress流量；但實際上，您也可以控制Egress流量（但是這樣做時要注意這可能會阻止DNS查詢！）：

如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段

該策略基本上說：“對于任何Pod，都應用一個沒有規則的Ingress策略”，這將導致應用這個策略的，所有流向這個命名空間Pods的傳入流量被丟棄掉。

步驟4：“yelb-ui”的策略

該yelb-ui和其他組件在某種意義上說有一些不同，因為它是唯一一個可以被從外部訪問的組件。因此，其ingress:定義將使用ipBlock的0.0.0.0/0，以表示“每個人”：

如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段

該策略表示：“對于具有應用標簽app: yelb-ui和tier: frontend的Pods，允許傳入來自任何源IP的流量，只要它去往Pod的TCP端口80”。

步驟5：示例應用中其他Pod的策略

我們示例應用程序中的其他3個Pod僅會看到來自其他Pod的流量，因此其策略將使用帶有允許發送流量的Pod標簽的podSelector參數：

如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段

步驟6：在應用策略之前測試

為了能有一個“前后”對比，讓我們部署示例應用程序并獲取基線：

# 部署我們的應用

kubectl create -f cnawebapp-loadbalancer.yaml

等待應用啟動并在外部可用：

# 獲得我們程序yelb-ui Service的外部DNS名字:

kubectl get svc -o wide | grep yelb-ui | awk '{print $4}'

我們應該可以看到類似a0b8dfc14916811e9b411026463a4a33-1258487840.us-west-1.elb.amazonaws.com的輸出；在網絡瀏覽器中打開它；樣本應用程序應當加載了。

接下來，我們知道所有Pod通信都是不受限制的，因此我們應該能夠從yelb-ui ping 到yelb-db——這是在應用程序正常運行且我們不進行故障排除動作的情況下，本來不應該發生的活動：

# 獲得"yelb-ui"的完整Pod名字

src_pod=$(kubectl get pods | grep yelb-ui | awk '{print $1}')

# 獲得"yelb-db"的IP:

db_pod_ip=$(kubectl get pods -o wide | grep yelb-db | awk '{print $6}')

# 從"yelb-ui" ping"yelb-db":

kubectl exec -it ${src_pod} ping ${db_pod_ip}

我們應該看到該ping命令正在接收響應；因此存在不受限制的網絡連接。按^ C停止命令。

步驟7：部署策略并測試結果

在最后一步，我們將部署策略并觀察其效果：

# 部署網絡策略

kubectl create -f yelb-policy.yaml

運行上面的命令后，請等待幾秒鐘以穩定下來。Tungsten Fabric將在后臺生成適當的安全組，并進行安裝。讓我們測試一下我們曾經可以正常運行的ping命令是否仍然有效：

# 從"yelb-ui" ping "yelb-db" again:

kubectl exec -it ${src_pod} ping ${db_pod_ip}

這次，我們看到沒有響應，因為該通信現在已被該策略阻止。接下來，測試是否仍可以通過網絡瀏覽器訪問該應用——應該可以！

步驟8：探索Tungsten Fabric的安全流量組可視化

Tungsten Fabric包含一個功能，可在“項目”中實現流量可視化，在我們的案例中，該項目對應于Kubernetes Namespace。

要訪問它，請訪問Carbide Evaluation Page鏈接，用于獲取訪問沙箱控制節點——在頂部有一個名為Contrail UI的鏈接，完成login和password的輸入。單擊鏈接，然后在左上角單擊“Monitor”圖標，然后在菜單中單擊“Security” -> “Traffic Groups”。然后在頂部的標簽鏈，在其末尾選擇“k8s-default”：

您應該看到類似于以下的圖表：

繼續測試。您看到的流，代表示例應用程序在做的事情，包括無法從 yelb-uiping到yelb-db，以及yelb-appserver的出站請求（如果我們去查看，將轉到yelb-db的DNS查詢）。

清理

一旦進行了足夠的探索，可以隨時清理：

# 卸載Network Policy

kubectl delete -f yelb-policy.yaml

# 刪除我們的示例應用程序:

kubectl delete -f cnawebapp-loadbalancer.yaml

# 刪除策略清單:

rm -f yelb-policy.yaml

回顧和資源

對于許多（即使不是全部）生產部署，控制應用程序的網絡通信能力至關重要。在Kubernetes上運行的應用程序實現此類控件的方法是通過NetwokPolicy資源。但是，要使這些資源真正起作用，您需要一個支持它們的CNI插件。

Tungsten Fabric提供了完整的NetworkPolicy支持，無論集成Tungsten Fabric的Kubernetes在哪里運行，是在私有數據中心，還是在公共云中。

網絡策略可以變得非常簡單或非常復雜，而找出最適合您的應用程序的最佳方法，就是在我們提供的用例和示例基礎上更深入地研究。

關于如何通過Kubernetes網絡策略進行應用程序微分段問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。

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