备案控制台
探索云世界
开发者社区 开发与运维 文章 正文

容器编排之Kubernetes网络隔离NetworkPolicy

2018-12-14 2589
版权
版权声明：
本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《 阿里云开发者社区用户服务协议》和 《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写 侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。
简介： Kubernetes的一个重要特性就是要把不同node节点的pod（container）连接起来，无视物理节点的限制。但是在某些应用环境中，比如公有云，不同租户的pod不应该互通，这个时候就需要网络隔离。

Kubernetes的一个重要特性就是要把不同node节点的pod（container）连接起来，无视物理节点的限制。但是在某些应用环境中，比如公有云，不同租户的pod不应该互通，这个时候就需要网络隔离。幸好，Kubernetes提供了NetworkPolicy，支持按Namespace级别的网络隔离，这篇文章就带你去了解如何使用NetworkPolicy。

需要注意的是，使用NetworkPolicy需要特定的网络解决方案，如果不启用，即使配置了NetworkPolicy也无济于事。我们这里使用Calico解决网络隔离问题。

互通测试

在使用NetworkPolicy之前，我们先验证不使用的情况下，pod是否互通。这里我们的测试环境是这样的：

Namespace：ns-calico1，ns-calico2

Deployment: ns-calico1/calico1-nginx, ns-calico2/busybox

Service: ns-calico1/calico1-nginx

先创建Namespace：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
 name: ns-calico1
 labels:
 user: calico1
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
 name: ns-calico2
# kubectl create -f namespace.yaml namespace "ns-calico1" created
namespace "ns-calico2" created
# kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 9d
kube-public Active 9d
kube-system Active 9d
ns-calico1 Active 12s
ns-calico2 Active 8s

接着创建ns-calico1/calico1-nginx：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
 name: calico1-nginx
 namespace: ns-calico1
spec:
 replicas: 1 template:
 metadata:
 labels:
 user: calico1
 app: nginx
 spec:
 containers: - name: nginx
 image: nginx
 ports: - containerPort: 80 ---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 name: calico1-nginx
 namespace: ns-calico1
 labels: 
 user: calico1
spec:
 selector:
 app: nginx
 ports: - port: 80
# kubectl create -f calico1-nginx.yaml
deployment "calico1-nginx" created
service "calico1-nginx" created
# kubectl get svc -n ns-calico1
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
calico1-nginx 192.168.3.141 <none> 80/TCP 26s # kubectl get deploy -n ns-calico1
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
calico1-nginx 1 1 1 1 34s

最后创建ns-calico2/calico2-busybox:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: calico2-busybox
 namespace: ns-calico2
spec:
 containers: - name: busybox
 image: busybox
 command: - sleep
 - "3600"
# kubectl create -f calico2-busybox.yaml
pod "calico2-busybox" created
# kubectl get pod -n ns-calico2
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
calico2-busybox 1/1 Running 0 40s

测试服务已经安装完成，现在我们登进calico2-busybox里，看是否能够连通calico1-nginx

# kubectl exec -it calico2-busybox -n ns-calico2 -- wget --spider --timeout=1 calico1-nginx.ns-calico1 Connecting to calico1-nginx.ns-calico1 (192.168.3.141:80)

由此可以看出，在没有设置网络隔离的时候，两个不同Namespace下的Pod是 可以互通的。接下来我们使用Calico进行网络隔离。

网络隔离

先决条件

要想在Kubernetes集群中使用Calico进行网络隔离，必须满足以下条件：

  1. kube-apiserver必须开启运行时extensions/v1beta1/networkpolicies，即设置启动参数：–runtime-config=extensions/v1beta1/networkpolicies=true
  2. kubelet必须启用cni网络插件，即设置启动参数：–network-plugin=cni
  3. kube-proxy必须启用iptables代理模式，这是默认模式，可以不用设置
  4. kube-proxy不得启用–masquerade-all，这会跟calico冲突

注意：配置Calico之后，之前在集群中运行的Pod都要重新启动

安装calico

首先需要安装Calico网络插件，我们直接在Kubernetes集群中安装，便于管理。

# Calico Version v2.1.4 # http://docs.projectcalico.org/v2.1/releases#v2.1.4 # This manifest includes the following component versions: # calico/node:v1.1.3 # calico/cni:v1.7.0 # calico/kube-policy-controller:v0.5.4 # This ConfigMap is used to configure a self-hosted Calico installation.
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
 name: calico-config
 namespace: kube-system
data: # Configure this with the location of your etcd cluster.
 etcd_endpoints: "https://10.1.2.154:2379,https://10.1.2.147:2379" # Configure the Calico backend to use.
 calico_backend: "bird" # The CNI network configuration to install on each node.
 cni_network_config: |- { "name": "k8s-pod-network", "type": "calico", "etcd_endpoints": "__ETCD_ENDPOINTS__", "etcd_key_file": "__ETCD_KEY_FILE__", "etcd_cert_file": "__ETCD_CERT_FILE__", "etcd_ca_cert_file": "__ETCD_CA_CERT_FILE__", "log_level": "info", "ipam": { "type": "calico-ipam" }, "policy": { "type": "k8s", "k8s_api_root": "https://__KUBERNETES_SERVICE_HOST__:__KUBERNETES_SERVICE_PORT__", "k8s_auth_token": "__SERVICEACCOUNT_TOKEN__" }, "kubernetes": { "kubeconfig": "__KUBECONFIG_FILEPATH__" } } # If you're using TLS enabled etcd uncomment the following. # You must also populate the Secret below with these files.
 etcd_ca: "/calico-secrets/etcd-ca" # "/calico-secrets/etcd-ca"
 etcd_cert: "/calico-secrets/etcd-cert" # "/calico-secrets/etcd-cert"
 etcd_key: "/calico-secrets/etcd-key" # "/calico-secrets/etcd-key" --- # The following contains k8s Secrets for use with a TLS enabled etcd cluster. # For information on populating Secrets, see http://kubernetes.io/docs/user-guide/secrets/
apiVersion: v1
kind: Secret
type: Opaque
metadata:
 name: calico-etcd-secrets
 namespace: kube-system
data: # Populate the following files with etcd TLS configuration if desired, but leave blank if # not using TLS for etcd. # This self-hosted install expects three files with the following names. The values # should be base64 encoded strings of the entire contents of each file.
 etcd-key: base64 key.pem
 etcd-cert: base64 cert.pem
 etcd-ca: base64 ca.pem

--- # This manifest installs the calico/node container, as well # as the Calico CNI plugins and network config on # each master and worker node in a Kubernetes cluster.
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: DaemonSet
metadata:
 name: calico-node
 namespace: kube-system
 labels:
 k8s-app: calico-node
spec:
 selector:
 matchLabels:
 k8s-app: calico-node
 template:
 metadata:
 labels:
 k8s-app: calico-node
 annotations:
 scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ''
 scheduler.alpha.kubernetes.io/tolerations: | [{"key": "dedicated", "value": "master", "effect": "NoSchedule" }, {"key":"CriticalAddonsOnly", "operator":"Exists"}]
 spec:
 hostNetwork: true
 containers: # Runs calico/node container on each Kubernetes node. This # container programs network policy and routes on each # host. - name: calico-node
 image: quay.io/calico/node:v1.1.3
 env: # The location of the Calico etcd cluster. - name: ETCD_ENDPOINTS
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_endpoints
 # Choose the backend to use. - name: CALICO_NETWORKING_BACKEND
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: calico_backend
 # Disable file logging so `kubectl logs` works. - name: CALICO_DISABLE_FILE_LOGGING
 value: "true" # Set Felix endpoint to host default action to ACCEPT. - name: FELIX_DEFAULTENDPOINTTOHOSTACTION
 value: "ACCEPT" # Configure the IP Pool from which Pod IPs will be chosen. - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
 value: "192.168.0.0/16" - name: CALICO_IPV4POOL_IPIP
 value: "always" # Disable IPv6 on Kubernetes. - name: FELIX_IPV6SUPPORT
 value: "false" # Set Felix logging to "info" - name: FELIX_LOGSEVERITYSCREEN
 value: "info" # Location of the CA certificate for etcd. - name: ETCD_CA_CERT_FILE
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_ca
 # Location of the client key for etcd. - name: ETCD_KEY_FILE
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_key
 # Location of the client certificate for etcd. - name: ETCD_CERT_FILE
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_cert
 # Auto-detect the BGP IP address. - name: IP
 value: ""
 securityContext:
 privileged: true #resources: #requests: #cpu: 250m
 volumeMounts: - mountPath: /lib/modules
 name: lib-modules
 readOnly: true - mountPath: /var/run/calico
 name: var-run-calico
 readOnly: false - mountPath: /calico-secrets
 name: etcd-certs
 # This container installs the Calico CNI binaries
 # and CNI network config file on each node.
 - name: install-cni
 image: quay.io/calico/cni:v1.7.0
 command: ["/install-cni.sh"]
 env: # The location of the Calico etcd cluster. - name: ETCD_ENDPOINTS
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_endpoints
 # The CNI network config to install on each node. - name: CNI_NETWORK_CONFIG
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: cni_network_config
 volumeMounts: - mountPath: /host/opt/cni/bin
 name: cni-bin-dir
 - mountPath: /host/etc/cni/net.d
 name: cni-net-dir
 - mountPath: /calico-secrets
 name: etcd-certs
 volumes:
 # Used by calico/node. - name: lib-modules
 hostPath:
 path: /lib/modules
 - name: var-run-calico
 hostPath:
 path: /var/run/calico
 # Used to install CNI. - name: cni-bin-dir
 hostPath:
 path: /opt/cni/bin
 - name: cni-net-dir
 hostPath:
 path: /etc/cni/net.d
 # Mount in the etcd TLS secrets. - name: etcd-certs
 secret:
 secretName: calico-etcd-secrets

--- # This manifest deploys the Calico policy controller on Kubernetes. # See https://github.com/projectcalico/k8s-policy
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
 name: calico-policy-controller
 namespace: kube-system
 labels:
 k8s-app: calico-policy
 annotations:
 scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ''
 scheduler.alpha.kubernetes.io/tolerations: | [{"key": "dedicated", "value": "master", "effect": "NoSchedule" }, {"key":"CriticalAddonsOnly", "operator":"Exists"}]
spec: # The policy controller can only have a single active instance.
 replicas: 1
 strategy:
 type: Recreate template:
 metadata:
 name: calico-policy-controller
 namespace: kube-system
 labels:
 k8s-app: calico-policy
 spec: # The policy controller must run in the host network namespace so that # it isn't governed by policy that would prevent it from working.
 hostNetwork: true
 containers: - name: calico-policy-controller
 image: quay.io/calico/kube-policy-controller:v0.5.4
 env: # The location of the Calico etcd cluster. - name: ETCD_ENDPOINTS
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_endpoints
 # Location of the CA certificate for etcd. - name: ETCD_CA_CERT_FILE
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_ca
 # Location of the client key for etcd. - name: ETCD_KEY_FILE
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_key
 # Location of the client certificate for etcd. - name: ETCD_CERT_FILE
 valueFrom:
 configMapKeyRef:
 name: calico-config
 key: etcd_cert
 # The location of the Kubernetes API. Use the default Kubernetes # service for API access. - name: K8S_API
 value: "https://kubernetes.default:443" # Since we're running in the host namespace and might not have KubeDNS # access, configure the container's /etc/hosts to resolve # kubernetes.default to the correct service clusterIP. - name: CONFIGURE_ETC_HOSTS
 value: "true"
 volumeMounts: # Mount in the etcd TLS secrets. - mountPath: /calico-secrets
 name: etcd-certs
 volumes: # Mount in the etcd TLS secrets. - name: etcd-certs
 secret:
 secretName: calico-etcd-secrets
# kubectl create -f calico.yaml
configmap "calico-config" created
secret "calico-etcd-secrets" created
daemonset "calico-node" created
deployment "calico-policy-controller" created
# kubectl get ds -n kube-system 
NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE-SELECTOR AGE
calico-node 1 1 1 1 1 <none> 52s # kubectl get deploy -n kube-system
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
calico-policy-controller 1 1 1 1 6m

这样就搭建了Calico网络，接下来就可以配置NetworkPolicy了。

配置NetworkPolicy

首先，修改ns-calico1的配置：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
 name: ns-calico1
 labels:
 user: calico1
 annotations:
 net.beta.kubernetes.io/network-policy: | { "ingress": { "isolation": "DefaultDeny" } }
# kubectl apply -f ns-calico1.yaml namespace "ns-calico1" configured

如果这个时候再测试两个pod是否连通，一定会不通：

# kubectl exec -it calico2-busybox -n ns-calico2 -- wget --spider --timeout=1 calico1-nginx.ns-calico1 Connecting to calico1-nginx.ns-calico1 (192.168.3.71:80)
wget: download timed out

这就是我们想要的效果，不同Namespace之间的pod不能互通，当然这只是最简单的情况，如果这时候ns-calico1的pod去连接ns-calico2的pod，还是互通的。因为ns-calico2没有设置Namespace annotations。

而且，这时候的ns-calico1会拒绝任何pod的通讯请求。因为，Namespace的annotations只是指定了拒绝所有的通讯请求，还未规定何时接受其他pod的通讯请求。在这里，我们指定只有拥有user=calico1标签的pod可以互联。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: NetworkPolicy
metadata:
 name: calico1-network-policy
 namespace: ns-calico1
spec:
 podSelector:
 matchLabels:
 user: calico1
 ingress: - from: - namespaceSelector:
 matchLabels:
 user: calico1
 - podSelector:
 matchLabels:
 user: calico1
--- 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: calico1-busybox
 namespace: ns-calico1
 labels:
 user: calico1
spec:
 containers: - name: busybox
 image: busybox
 command: - sleep
 - "3600"
# kubectl create -f calico1-network-policy.yaml
networkpolicy "calico1-network-policy" created
# kubectl create -f calico1-busybox.yaml
pod "calico1-busybox" created

这时候，如果我通过calico1-busybox连接calico1-nginx，则可以连通。

# kubectl exec -it calico1-busybox -n ns-calico1 -- wget --spider --timeout=1 calico1-nginx.ns-calico1  Connecting to calico1-nginx.ns-calico1 (192.168.3.71:80)

这样我们就实现了Kubernetes的网络隔离。基于NetworkPolicy，可以实现公有云安全组策略。

本文转自中文社区-容器编排之Kubernetes网络隔离NetworkPolicy

文章标签：
容器服务Kubernetes版
容器
Perl
Kubernetes
应用服务中间件
nginx
Python
测试技术
云安全
网络协议
API
关键词：
容器服务Kubernetes版编排
容器服务Kubernetes版容器
容器服务Kubernetes版网络
容器服务Kubernetes版 kubernetes
网络kubernetes
相关实践学习
容器服务Serverless版ACK Serverless 快速入门：在线魔方应用部署和监控
通过本实验，您将了解到容器服务Serverless版ACK Serverless 的基本产品能力，即可以实现快速部署一个在线魔方应用，并借助阿里云容器服务成熟的产品生态，实现在线应用的企业级监控，提升应用稳定性。
云原生实践公开课
课程大纲 开篇：如何学习并实践云原生技术 基础篇： 5 步上手 Kubernetes 进阶篇：生产环境下的 K8s 实践 相关的阿里云产品：容器服务&nbsp;ACK 容器服务&nbsp;Kubernetes&nbsp;版（简称&nbsp;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:&nbsp;https://www.aliyun.com/product/kubernetes
店家小二
目录
相关文章
游客2xksyu44sqbag
|
12天前
|
运维 Kubernetes Cloud Native
探索Kubernetes的大二层网络：原理、优势与挑战🚀
在云原生领域，Kubernetes (K8s) 已经成为容器编排的事实标准☁️📦。为了支撑其灵活的服务发现和负载均衡🔍🔄，K8s采用了大二层网络的设计理念🕸️。本文将深入探讨大二层网络的工作原理、带来的好处✨，以及面临的挑战和解决方案❗🛠️。
游客2xksyu44sqbag
44 1
探索Kubernetes的大二层网络：原理、优势与挑战🚀
东风微鸣技术博客
|
2月前
|
消息中间件 Kubernetes Docker
「译」在 Kubernetes 1.16 上启用和使用 Ephemeral（临时）容器
「译」在 Kubernetes 1.16 上启用和使用 Ephemeral（临时）容器
东风微鸣技术博客
35 0
请看我回答~
|
3月前
|
存储 Kubernetes C++
Kubernetes VS Docker Swarm：哪个容器编排工具更适合你？
当今，容器化技术已成为IT领域的热门话题，而容器编排工具是实现容器自动化部署和管理的关键。本文将比较两种主流的容器编排工具Kubernetes和Docker Swarm，并探讨它们的优缺点，以帮助你选择最适合自己的工具。
请看我回答~
45 0
游客762btuqu5wybw666
|
3月前
|
Kubernetes 调度 C++
Kubernetes vs Docker Swarm：容器编排工具的比较与选择
在当今云计算时代，容器技术的应用越来越广泛。而在众多容器编排工具中，Kubernetes和Docker Swarm是两个备受关注的竞争者。本文将深入比较这两个工具的特点、优势和劣势，帮助读者更好地选择适合自己的容器编排解决方案。
游客762btuqu5wybw666
139 1
海拥
|
3月前
|
存储 Kubernetes 监控
Kubernetes快速进阶与实战：构建可靠的容器化应用平台
Kubernetes快速进阶与实战：构建可靠的容器化应用平台
海拥
92 0
薛伟同学
|
7天前
|
JSON Kubernetes Go
无缝集成：在IntelliJ IDEA中利用Kubernetes插件轻松管理容器化应用
无缝集成：在IntelliJ IDEA中利用Kubernetes插件轻松管理容器化应用
薛伟同学
16 0
无缝集成：在IntelliJ IDEA中利用Kubernetes插件轻松管理容器化应用
jianz123
|
5天前
|
Kubernetes 搜索推荐 Docker
使用 kubeadm 部署 Kubernetes 集群（二）k8s环境安装
使用 kubeadm 部署 Kubernetes 集群（二）k8s环境安装
jianz123
38 17
风水道人
|
18天前
|
Kubernetes 安全 网络安全
搭建k8s集群kubeadm搭建Kubernetes二进制搭建Kubernetes集群
搭建k8s集群kubeadm搭建Kubernetes二进制搭建Kubernetes集群
风水道人
101 0
风水道人
|
21天前
|
Kubernetes Shell Docker
K8S核心插件-Flannel网络插件
K8S核心插件-Flannel网络插件
风水道人
36 0
cuicuicuic
|
28天前
|
移动开发 安全 小程序
mpaas常见问题之小程序容器,跑起来后一直提示 "网络不给力, 请稍后再试"如何解决
mPaaS（移动平台即服务，Mobile Platform as a Service）是阿里巴巴集团提供的一套移动开发解决方案，它包含了一系列移动开发、测试、监控和运营的工具和服务。以下是mPaaS常见问题的汇总，旨在帮助开发者和企业用户解决在使用mPaaS产品过程中遇到的各种挑战
cuicuicuic
19 0

热门文章

最新文章

  • 1
    云效常见问题之appstack连接自定义k8s连不上如何解决
  • 2
    【云原生】kubeadm快速搭建K8s集群Kubernetes1.19.0
  • 3
    深度解析：Kubernetes 1.28.2集群安装过程中的关键步骤
  • 4
    搭建k8s集群kubeadm搭建Kubernetes二进制搭建Kubernetes集群
  • 5
    利用Helm在K8S上部署 PolarDB-X 集群（详细步骤--亲测！！！）
  • 6
    Kubernetes（k8s）集群健康检查常用的五种指标
  • 7
    Ubuntu 22.04 利用kubeadm方式部署Kubernetes(v1.28.2版本)
  • 8
    Kubernetes(K8s 1.27.x) 快速上手+实践，无废话纯享版
  • 9
    LLM 技术图谱（LLM Tech Map）& Kubernetes (K8s) 与AIGC的结合应用
  • 10
    Docker+K8s基础(重要知识点总结)
  • 1
    网络技术基础（16）——DHCP中继
    30
  • 2
    网络技术基础（15）——DHCP简介与配置
    43
  • 3
    网络技术基础（14）——ACL访问控制列表
    379
  • 4
    P2P网络下分布式文件共享场景的测试
    32
  • 5
    【spring（六）】WebSocket网络传输协议
    21
  • 6
    C/C++网络编程基础知识超详细讲解第三部分（系统性学习day13）
    29
  • 7
    C/C++网络编程基础知识超详细讲解第二部分（系统性学习day12）
    20
  • 8
    C/C++网络编程基础知识超详细讲解第一部分（系统性学习day11）
    35
  • 9
    网络安全产品之认识蜜罐
    15
  • 10
    基于深度学习的网络异常检测与自动化响应系统设计与实现
    36

    • 相关课程

    更多
  • 云计算、容器和云原生基础课程
  • 体验-K8S API 基础及Pod 基本应用
  • 体验-Kubernetes 对象及资源规范
  • 阿里云K8S微服务部署案例
  • Serverless 容器从入门到精通: - Serverless Kubernetes
  • 容器安全与Palo Alto Networks解决方案

    • 相关电子书

    更多
  • 阿里云文件存储 NAS 在容器场景的最佳实践
  • 何种数据存储才能助力容器计算
  • 《容器网络文件系统CNFS》

    • 相关实验场景

    更多
  • 在ACK Serverless中部署Stable Diffusion应用
  • 基于 ACK Serverless 解锁你家萌宠的 AI 形象
  • 基于ACK Serverless实现容器应用弹性伸缩
  • 通过Ingress进行容器应用灰度发布
  • 使用ACK Serverless容器化部署大语言模型FastChat
  • 通过EDAS实现K8s微服务应用的金丝雀发布

    • 推荐镜像

    更多
  • kubernetes
  • pouch
  • terraform
    • 下一篇
    阿里云oss简介和使用流程