Kubernetes-保障集群内节点和网络安全

13.1.在pod中使用宿主节点的Linux命名空间
13.1.1.在pod中使用宿主节点的网络命名空间
　　在pod的yaml文件中就设置spec.hostNetwork: true

　　 这个时候pod使用宿主机的网络，如果设置了端口，则使用宿主机的端口。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-host-yaohong
spec:
    hostNetwork: true  //使用宿主节点的网络命名空间
    containers: 
    - image: luksa/kubia
      command: ["/bin/sleep", "9999"]

13.1.2.绑定宿主节点上的端口而不使用宿主节点的网络命名空间
　　在pod的yaml文件中就设置spec.containers.ports字段来设置
　　 在ports字段中可以使用
　　containerPorts设置通过pod 的ip访问的端口
　　container.hostPort设置通过所在节点的端口访问

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: kubia-hostport-yaohong
spec:
    containers: 
    - image: luksa/kubia
    - name: kubia
      ports:
      - containerport: 8080 //该容器通过pod IP访问该端口
        hostport: 9000  //该容器可以通过它所在节点9000端口访问
        protocol: Tcp

13.1.3.使用宿主节点的PID与IPC
　　 PID是进程ID，PPID是父进程ID。

　　在linux下的多个进程间的通信机制叫做IPC(Inter-Process Communication)，它是多个进程之间相互沟通的一种方法。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-with-host-pid-and-ipc-yaohong
spec:
    hostPID: true //你希望这个pod使用宿主节点的PID命名空间
    hostIPC: true //你希望pod使用宿主节点的IPC命名空间
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]

13.2.配置节点的安全上下文
13.2.1.使用指定用户运行容器
　　查看某个pod运行的用户

$ kubectl -n kube-system exec coredns-7b8dbb87dd-6ll7z id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),10(wheel),11(floppy),20(dialout),26(tape),27(video)

　　容器的运行用户再DockerFile中指定，如果没有指定则为root

　　指定pod的运行的用户方法如下

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-user
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        runAsUser: 405   //你需要指定的用户ID,而不是用户名

13.2.2.阻止容器以root用户运行
　　runAsNonRoot来设置

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-user
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        runAsNonRoot: true   //这个容器只允许以非root用户运行

13.2.3.使用特权模式运行pod
　　为了获得宿主机内核完整的权限，该pod需要在特权模式下运行。需要添加privileged参数为true。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-privileged
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        privileged: true   //这个容器将在特权模式下运行

13.2.4.为容器单独添加内核功能

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-capability
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        capabilities:    //该参数用于pod添加或者禁用某项内核功能
          add:
          - SYS_TIME      //添加修改系统时间参数

13.2.5.在容器中禁止使用内核功能

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-capability
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        capabilities:    //该参数用于pod添加或者禁用某项内核功能
          drop:
          - CHOWN      //禁用容器修改文件的所有者

13.2.6.阻止对容器根文件系统的写入
　　securityContext.readyOnlyFilesystem设置为true来实现阻止对容器根文件系统的写入。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-with-readonly-filesystem
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
         readyOnlyFilesystem: true  //这个容器的根文件系统不允许写入
      volumeMounts:
      - name: my-volume
        mountPath: /volume    //volume写入是允许的，因为这个目录挂载一个存储卷
        readOnly: false

13.3.限制pod使用安全相关的特性
13.3.1.PodSecurityPolicy资源介绍
　　PodSecurityPolicy是一种集群级别（无命名空间）的资源，它定义了用户能否在pod中使用各种安全相关的特性。

13.3.2.了解runAsUser、fsGroups和supplementalGroup策略

runAsUser:
  runle: MustRunAs
  ranges:
  - min: 2             //添加一个max=min的range，来指定一个ID为2的user
    max: 2
  fsGroup:
    rule: MustRunAs
    ranges:
    - min: 2
      max: 10         //添加多个区间id的限制，为2-10 或者20-30
    - min: 20
      max: 30 
  supplementalGroups:
    rule: MustRunAs
    ranges:
    - min: 2
      max: 10
    - min: 20
      max: 30

13.3.3.配置允许、默认添加、禁止使用的内核功能
　　三个字段会影响容器的使用

　　allowedCapabilities:指定容器可以添加的内核功能
　　defaultAddCapabilities:为所有容器添加的内核功能
　　requiredDropCapabilities:禁止容器中的内核功能

apiVersion: v1
kind: PodSecurityPolicy
spec:
  allowedCapabilities:
  - SYS_TIME                 //允许容器添加SYS_time功能
  defaultAddCapabilities:
  - CHOWN                    //为每个容器自动添加CHOWN功能
  requiredDropCapabilities:
  - SYS_ADMIN                //要求容器禁用SYS_ADMIN和SYS_MODULE功能
13.4.隔离pod网络

13.4.1.在一个命名空间中使用网络隔离
　　podSelector进行对一个命名空间下的pod进行隔离

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: postgres-netpolicy
spec:
  podSelector:         //这个策略确保了对具有app=databases标签的pod的访问安全性
    matchLabels:
      app: database
  ingress:
  - from:
    - podSelector:    //它只允许来自具有app=webserver标签的pod的访问
      matchLabels:
        app: webserver
    ports:
    - port: 5432      //允许对这个端口的访问

13.4.2.在 不同的kubernetes命名空间之间进行网络隔离
　　namespaceSelector进行对不同命名空间间进行网络隔离

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: postgres-netpolicy
spec:
  podSelector:         //这个策略确保了对具有app=databases标签的pod的访问安全性
    matchLabels:
      app: database
  ingress:
  - from:
    - namespaceSelector:    //只允许tenant: manning标签的命名空间中运行的pod进行互相访问
      matchLabels:
        tenant: manning   
    ports:
    - port: 5432      //允许对这个端口的访问

13.4.3.使用CIDR网络隔离

ingress:
  - from:
    - ipBlock:
        cidr: 192.168.1.0/24    //指明允许访问的ip段

13.4.4.限制pod对外访问流量
　　使用egress进行限制

spec:
  podSelector:         //这个策略确保了对具有app=databases标签的pod的访问安全性
    matchLabels:
      app: database
  egress:              //限制pod的出网流量
  - to:
    - podSelector:
        matchLables:   //database的pod只能与有app: webserver的pod进行通信
          app: webserver

13.1.在pod中使用宿主节点的Linux命名空间
13.1.1.在pod中使用宿主节点的网络命名空间
　　在pod的yaml文件中就设置spec.hostNetwork: true

　　 这个时候pod使用宿主机的网络，如果设置了端口，则使用宿主机的端口。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-host-yaohong
spec:
    hostNetwork: true  //使用宿主节点的网络命名空间
    containers: 
    - image: luksa/kubia
      command: ["/bin/sleep", "9999"]

13.1.2.绑定宿主节点上的端口而不使用宿主节点的网络命名空间
　　在pod的yaml文件中就设置spec.containers.ports字段来设置

　　 在ports字段中可以使用

　　containerPorts设置通过pod 的ip访问的端口

　　container.hostPort设置通过所在节点的端口访问

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: kubia-hostport-yaohong
spec:
    containers: 
    - image: luksa/kubia
    - name: kubia
      ports:
      - containerport: 8080 //该容器通过pod IP访问该端口
        hostport: 9000  //该容器可以通过它所在节点9000端口访问
        protocol: Tcp

13.1.3.使用宿主节点的PID与IPC
　　 PID是进程ID，PPID是父进程ID。

　　在linux下的多个进程间的通信机制叫做IPC(Inter-Process Communication)，它是多个进程之间相互沟通的一种方法。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-with-host-pid-and-ipc-yaohong
spec:
    hostPID: true //你希望这个pod使用宿主节点的PID命名空间
    hostIPC: true //你希望pod使用宿主节点的IPC命名空间
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]

13.2.配置节点的安全上下文
13.2.1.使用指定用户运行容器
　　查看某个pod运行的用户

$ kubectl -n kube-system exec coredns-7b8dbb87dd-6ll7z id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),10(wheel),11(floppy),20(dialout),26(tape),27(video)

　　容器的运行用户再DockerFile中指定，如果没有指定则为root

　　指定pod的运行的用户方法如下

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-user
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        runAsUser: 405   //你需要指定的用户ID,而不是用户名

13.2.2.阻止容器以root用户运行
　　runAsNonRoot来设置

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-user
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        runAsNonRoot: true   //这个容器只允许以非root用户运行

13.2.3.使用特权模式运行pod
　　为了获得宿主机内核完整的权限，该pod需要在特权模式下运行。需要添加privileged参数为true。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-privileged
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        privileged: true   //这个容器将在特权模式下运行

13.2.4.为容器单独添加内核功能

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-capability
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        capabilities:    //该参数用于pod添加或者禁用某项内核功能
          add:
          - SYS_TIME      //添加修改系统时间参数

13.2.5.在容器中禁止使用内核功能

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-as-capability
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
        capabilities:    //该参数用于pod添加或者禁用某项内核功能
          drop:
          - CHOWN      //禁用容器修改文件的所有者

13.2.6.阻止对容器根文件系统的写入
　　securityContext.readyOnlyFilesystem设置为true来实现阻止对容器根文件系统的写入。

apiVersion: v1
kind: pod
metadata:
    name: pod-with-readonly-filesystem
spec:
    containers：
    - name: main
      image: alpine
      command: ["/bin/sleep", "99999"]
      securityContext:
         readyOnlyFilesystem: true  //这个容器的根文件系统不允许写入
      volumeMounts:
      - name: my-volume
        mountPath: /volume    //volume写入是允许的，因为这个目录挂载一个存储卷
        readOnly: false

13.3.限制pod使用安全相关的特性
13.3.1.PodSecurityPolicy资源介绍
　　PodSecurityPolicy是一种集群级别（无命名空间）的资源，它定义了用户能否在pod中使用各种安全相关的特性。

13.3.2.了解runAsUser、fsGroups和supplementalGroup策略

runAsUser:
  runle: MustRunAs
  ranges:
  - min: 2             //添加一个max=min的range，来指定一个ID为2的user
    max: 2
  fsGroup:
    rule: MustRunAs
    ranges:
    - min: 2
      max: 10         //添加多个区间id的限制，为2-10 或者20-30
    - min: 20
      max: 30 
  supplementalGroups:
    rule: MustRunAs
    ranges:
    - min: 2
      max: 10
    - min: 20
      max: 30

13.3.3.配置允许、默认添加、禁止使用的内核功能
　　三个字段会影响容器的使用

　　allowedCapabilities:指定容器可以添加的内核功能
　　defaultAddCapabilities:为所有容器添加的内核功能
　　requiredDropCapabilities:禁止容器中的内核功能

apiVersion: v1
kind: PodSecurityPolicy
spec:
  allowedCapabilities:
  - SYS_TIME                 //允许容器添加SYS_time功能
  defaultAddCapabilities:
  - CHOWN                    //为每个容器自动添加CHOWN功能
  requiredDropCapabilities:
  - SYS_ADMIN                //要求容器禁用SYS_ADMIN和SYS_MODULE功能

13.4.隔离pod网络
13.4.1.在一个命名空间中使用网络隔离
　　podSelector进行对一个命名空间下的pod进行隔离

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: postgres-netpolicy
spec:
  podSelector:         //这个策略确保了对具有app=databases标签的pod的访问安全性
    matchLabels:
      app: database
  ingress:
  - from:
    - podSelector:    //它只允许来自具有app=webserver标签的pod的访问
      matchLabels:
        app: webserver
    ports:
    - port: 5432      //允许对这个端口的访问

13.4.2.在 不同的kubernetes命名空间之间进行网络隔离
　　namespaceSelector进行对不同命名空间间进行网络隔离

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: postgres-netpolicy
spec:
  podSelector:         //这个策略确保了对具有app=databases标签的pod的访问安全性
    matchLabels:
      app: database
  ingress:
  - from:
    - namespaceSelector:    //只允许tenant: manning标签的命名空间中运行的pod进行互相访问
      matchLabels:
        tenant: manning   
    ports:
    - port: 5432      //允许对这个端口的访问

13.4.3.使用CIDR网络隔离

ingress:
  - from:
    - ipBlock:
        cidr: 192.168.1.0/24    //指明允许访问的ip段

13.4.4.限制pod对外访问流量
　　使用egress进行限制

spec:
  podSelector:         //这个策略确保了对具有app=databases标签的pod的访问安全性
    matchLabels:
      app: database
  egress:              //限制pod的出网流量
  - to:
    - podSelector:
        matchLables:   //database的pod只能与有app: webserver的pod进行通信
          app: webserver