Kubernetes NetworkPolicy:打造更安全的容器运行环境

本文涉及的产品
容器镜像服务 ACR,镜像仓库100个 不限时长
简介: 传统上,通常使用防火墙实现网络层的访问控制,比如iptables rule,部署应用之后,通过iptables设置运行的ip白名单。在使用Kubernetes之后,由于Pod是动态分配到机器上,而且在运行过程中随时可能迁移到其他机器,显然不适合继续使用手工配置iptables的方式。

常见的应用可以分为两大类:Job和Service。Job比较简单,就是一个普通的任务,完成之后就退出,一般不需要暴露对外服务的网络监听端口。Service是指长期运行的进程,监听某个网络端口,其他服务可以通过网络连过来。生产环境里,将服务暴露在网络上存在安全风险:必须限制只有信任的用户才能访问服务。我们肯定不希望未授权的用户能调用某个删除数据的接口,把DB里的数据删光。访问控制可以在应用层做,客户端访问服务时,带上身份校验信息,服务端校验客户身份,判断客户是否有权限完成请求的操作,如果有权限,执行客户端请求,否则返回一个拒绝信息。访问控制还可以在网络层做,只允许受信的网络段访问服务。两种方式各有优劣,应用层可以做到更细粒度的权限控制,但需要开发,并且要求能客户端/服务器在通信协议上支持鉴权。网络层鉴权不依赖具体应用,还有一个额外的好处是能防DDoS。今天的主题NetworkPolicy,就是一种网络层的访问控制机制。

传统上,通常使用防火墙实现网络层的访问控制,比如iptables rule,部署应用之后,通过iptables设置运行的ip白名单。在使用Kubernetes之后,由于Pod是动态分配到机器上,而且在运行过程中随时可能迁移到其他机器,显然不适合继续使用手工配置iptables的方式。好在Kubernetes考虑到这个需求,提供了Network Policy,通过Network Policy,我们不仅能限制哪些Pod能被哪些来源访问,甚至还能控制Pod能访问哪些外部服务。Kubernetes中的Network Policy只定义了规范,并没有提供实现,而是把实现留给了网络插件。阿里云容器服务的Terway支持Network Policy,接下来我们基于Terway介绍几个使用Network Policy的场景。

创建Terway集群

首先,我们要创建一个使用Terway的集群,也就是在创建集群的时候,网络插件选Terway。

Screen_Shot_2018_09_14_at_2_38_47_PM

等待一会,集群创建好。这是我刚刚创建好的集群,名字就叫terway

Screen_Shot_2018_09_14_at_2_39_35_PM

为了操作方便,我们直接用命令行的方式,先下载kubeconfig文件,保存到本地的$HOME/.kube/config

场景1: 限制服务只能被带有特定label的应用访问

首先部署一个nginx,两个实例,附带一个service

~ % kubectl run nginx --image=nginx
deployment.apps "nginx" created
~ % kubectl get pod
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-65899c769f-c9s8z   1/1       Running   0          24s
~ % kubectl expose deployment nginx --port=80
service "nginx" exposed
~ % kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   172.19.0.1      <none>        443/TCP   21h
nginx        ClusterIP   172.19.32.113   <none>        80/TCP    20s

现在,起一个新应用,访问刚刚创建nginx service

~ % kubectl run busybox --rm -ti --image=busybox /bin/sh

If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # wget nginx
Connecting to nginx (172.19.32.113:80)
index.html           100% |***************************************************************************************************************************************************|   612  0:00:00 ETA
/ #

看上去没问题,网络是通的。接下来我们设置一个Network Policy,只允许带有label access=true的应用访问nginx,其他都不行。开一个新终端

~ % cat policy.yaml
kind: NetworkPolicy
apiVersion: networking.k8s.io/v1
metadata:
  name: access-nginx
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      run: nginx
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          access: "true"
~ % kubectl apply -f policy.yaml
networkpolicy.networking.k8s.io "access-nginx" created

回到运行busybox的终端,再执行一次wget nginx

/ # wget nginx
Connecting to nginx (172.19.32.113:80)

^C
/ #

可以看到,在设置完Policy之后,之前启动的busybox已经不能访问nginx了。我们重新启动一个带有label access=true的busybox

~ % kubectl run busybox --rm -ti --labels="access=true" --image=busybox /bin/sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # wget nginx
Connecting to nginx (172.19.32.113:80)
index.html           100% |***************************************************************************************************************************************************|   612  0:00:00 ETA
/ #

成功!

场景2: 限制能够访问暴露了公网SLB服务的来源IP

给上个场景中的nginx再创建一个LoadBalance类型的service,LoadBalance类型的service会创建一个SLB

~ % cat nginx-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    run: nginx
  name: nginx-slb
spec:
  externalTrafficPolicy: Local
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: nginx
  type: LoadBalancer
~ % kubectl apply -f nginx-service.yaml
service "nginx-slb" created
~ % kubectl get svc nginx-slb
NAME        TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP     PORT(S)        AGE
nginx-slb   LoadBalancer   172.19.89.136   47.95.180.200   80:31967/TCP   17s

我们创建了LoadBalance类型的service,SLB的IP是 47.95.180.200,先从本地请求一下试试:

~ % wget 47.95.180.200
--2018-09-14 08:07:23--  http://47.95.180.200/
Connecting to 47.95.180.200:80... ^C
~ %

网络不通,因为刚才我们设置了nginx只允许带有label access=true的应用访问,现在是我们从外部访问Kubernetes,根本不是Pod,更不要说设置label了。怎么办?

方案是修改之前创建的Network Policy,增加一个允许访问的来源IP段。把自己本地的IP地址加到白名单里去。先拿到自己的IP地址

~ % curl myip.ipip.net
当前 IP:1.2.3.4  来自于:中国 浙江 #我的实际IP不是这个,根据自己的实际情况处理。

然后编辑policy.yaml,把IP地址加进去。有些网络的出口IP有多个,所以这里加上了一个/24的段。100.64.0.0/10必须要带上,SLB健康检查地址在这个段里,不加上的话SLB健康检查会出错。

~ % cat policy.yaml
kind: NetworkPolicy
apiVersion: networking.k8s.io/v1
metadata:
  name: access-nginx
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      run: nginx
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          access: "true"
    - ipBlock:
        cidr: 100.64.0.0/10
    - ipBlock:
        cidr: 1.2.3.0/24
~ % kubectl apply -f policy.yaml
networkpolicy.networking.k8s.io "access-nginx" configured

好了,再访问一次

~ % wget 47.95.180.200
--2018-09-14 08:15:03--  http://47.95.180.200/
Connecting to 47.95.180.200:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 612 [text/html]
Saving to: 'index.html'

index.html                                       100%[=========================================================================================================>]     612  --.-KB/s    in 0s

2018-09-14 08:15:03 (67.6 MB/s) - 'index.html' saved [612/612]

网络又通了,完美!

场景3: 限制一个Pod只能访问www.aliyun.com

除了限制当前应用能被谁访问,有时候还要限制应用能访问谁,有时候我们要运行第三方应用,不希望这些应用访问到不该访问的网络。通过Network Policy,也能实现这个需求。

Network Policy只能通过IP地址配置规则,首先我们通过dig获取www.aliyun.com的地址

~ % dig +short www.aliyun.com
www-jp-de-intl-adns.aliyun.com.
www-jp-de-intl-adns.aliyun.com.gds.alibabadns.com.
v6wagbridge.aliyun.com.
v6wagbridge.aliyun.com.gds.alibabadns.com.
140.205.34.3
106.11.93.21
140.205.32.4
140.205.230.13

这样就拿到了域名解析到的IP列表。然后编写如下的Network Policy规则:

~ % cat busybox-policy.yaml
kind: NetworkPolicy
apiVersion: networking.k8s.io/v1
metadata:
  name: busybox-policy
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      run: busybox
  egress:
  - to:
    - ipBlock:
        cidr: 140.205.230.13/32
    - ipBlock:
        cidr: 140.205.34.3/32
    - ipBlock:
        cidr: 106.11.93.21/32
    - ipBlock:
        cidr: 140.205.32.4/32
  - to:
    - ipBlock:
        cidr: 0.0.0.0/0
    ports:
    - protocol: UDP
      port: 53

~ % kubectl apply -f busybox-policy.yaml
networkpolicy.networking.k8s.io "busybox-policy" configured

在这个规则里,我们配置了egress规则,也就是出网规则,限制应用对外访问。允许UDP请求,否则没法做DNS解析。

验证一下

~ % kubectl run busybox --rm -ti --image=busybox /bin/sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # wget www.aliyun.com
Connecting to www.aliyun.com (106.11.93.21:80)
Connecting to www.aliyun.com (140.205.230.13:443)
wget: note: TLS certificate validation not implemented
index.html           100% |***************************************************************************************************************************************************|  526k  0:00:00 ETA
/ #
相关实践学习
深入解析Docker容器化技术
Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。Docker是世界领先的软件容器平台。开发人员利用Docker可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。运维人员利用Docker可以在隔离容器中并行运行和管理应用,获得更好的计算密度。企业利用Docker可以构建敏捷的软件交付管道,以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为Linux和Windows Server应用发布新功能。 在本套课程中,我们将全面的讲解Docker技术栈,从环境安装到容器、镜像操作以及生产环境如何部署开发的微服务应用。本课程由黑马程序员提供。 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:容器服务 ACK 容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/kubernetes
目录
相关文章
|
4月前
|
Kubernetes Docker Python
Docker 与 Kubernetes 容器化部署核心技术及企业级应用实践全方案解析
本文详解Docker与Kubernetes容器化技术,涵盖概念原理、环境搭建、镜像构建、应用部署及监控扩展,助你掌握企业级容器化方案,提升应用开发与运维效率。
814 108
|
3月前
|
存储 Kubernetes 网络安全
关于阿里云 Kubernetes 容器服务(ACK)添加镜像仓库的快速说明
本文介绍了在中国大陆地区因网络限制无法正常拉取 Docker 镜像的解决方案。作者所在的阿里云 Kubernetes 集群使用的是较旧版本的 containerd(1.2x),且无法直接通过 SSH 修改节点配置,因此采用了一种无需更改 Kubernetes 配置文件的方法。通过为 `docker.io` 添加 containerd 的镜像源,并使用脚本自动修改 containerd 配置文件中的路径错误(将错误的 `cert.d` 改为 `certs.d`),最终实现了通过多个镜像站点拉取镜像。作者还提供了一个可重复运行的脚本,用于动态配置镜像源。虽然该方案能缓解镜像拉取问题,
376 2
|
3月前
|
Kubernetes Devops Docker
Kubernetes 和 Docker Swarm:现代 DevOps 的理想容器编排工具
本指南深入解析 Kubernetes 与 Docker Swarm 两大主流容器编排工具,涵盖安装、架构、网络、监控等核心维度,助您根据团队能力与业务需求精准选型,把握云原生时代的技术主动权。
299 1
|
弹性计算 Kubernetes 数据处理
KubeRay on ACK:更高效、更安全
阿里云 ACK 以托管组件化的方式给客户提供快速搭建Ray集群的能力,并通过结合使用阿里云的调度,存储,日志与监控,给用户提供更佳使用体验。
|
9月前
|
存储 运维 Kubernetes
容器数据保护:基于容器服务 Kubernetes 版(ACK)备份中心实现K8s存储卷一键备份与恢复
阿里云ACK备份中心提供一站式容器化业务灾备及迁移方案,减少数据丢失风险,确保业务稳定运行。
|
Kubernetes Java 应用服务中间件
采集kubernetes的容器日志
原文:https://www.zeusro.tech/2018/12/08/log-to-kubernetes/ 推送到ElasticSearch
2887 0
|
监控 Kubernetes Shell
使用阿里云日志服务采集查询kubernetes容器日志
使用阿里云日志收集查询kubernetes容器日志
3098 0
|
2月前
|
人工智能 算法 调度
阿里云ACK托管集群Pro版共享GPU调度操作指南
本文介绍在阿里云ACK托管集群Pro版中,如何通过共享GPU调度实现显存与算力的精细化分配,涵盖前提条件、使用限制、节点池配置及任务部署全流程,提升GPU资源利用率,适用于AI训练与推理场景。
268 1

相关产品

  • 容器服务Kubernetes版
  • 推荐镜像

    更多