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Container Service for Kubernetes:使用網路原則Network Policy

更新時間:Feb 04, 2025

Kubernetes網路原則Network Policy提供基於策略的網路控制。如果您希望在IP地址或者連接埠層面控制網路流量,您可以為叢集中特定應用使用網路原則。本文介紹如何使用ACK Serverless叢集的網路原則及常見的使用情境。

前提條件

注意事項

  • Network Policy功能僅支援在ACK Serverless叢集Pro版ACK叢集Pro版使用。

  • 暫不支援IPv6地址的網路原則。

  • 暫不支援NetworkPolicy中EndPort配置。

  • NetworkPolicy規則允許通過LabelSelector選擇Namespace或者Pod。但當Pod中的NetworkPolicy數量增大時,不僅會使規則生效時間延長,而且大量的NetworkPolicy規則也會對您的叢集管理、問題排查帶來困擾,因此建議您叢集內的NetworkPolicy數量小於40個。

步驟一:開啟網路原則

如需在ACK Serverless叢集Pro版中使用Network Policy功能,需按照如下步驟進行操作。

  1. 安裝組件Poseidon。

    1. 登入Container Service管理主控台,在左側導覽列選擇叢集列表

    2. 叢集列表頁面,單擊目的地組群名稱,然後在左側導覽列,選擇營運管理 > 組件管理

    3. 組件管理頁面,單擊網路頁簽,在Poseidon組件所在卡片的右下方,單擊安裝

    4. 安裝組件 Poseidon頁面,選中為ECI 執行個體啟用 NetworkPolicy,然後單擊確認

      組件安裝成功後,會在卡片右上方出現已安裝字樣。

步驟二:建立可以被其他Pod正常訪問的nginx測試應用

通過控制台操作

  1. 登入Container Service管理主控台,在左側導覽列選擇叢集列表

  2. 叢集列表頁面,單擊目的地組群名稱,然後在左側導覽列,選擇工作負載 > 無狀態

  3. 無狀態頁面,單擊使用鏡像建立。在建立設定精靈頁面中,建立一個名稱為nginx的應用,並通過Service將其公開。配置完成後,單擊建立

    本樣本的nginx應用僅需配置以下配置項,其他配置項選擇預設配置。關於更多配置說明,請參見配置項說明

    配置項

    說明

    樣本值

    應用基本資料

    應用程式名稱

    自訂名稱。

    nginx

    副本數量

    按需選擇。

    1

    容器配置

    鏡像名稱

    啟動容器的鏡像名稱。

    nginx:latest

    進階配置

    服務(Service)

    服務(Service)右側,單擊建立設定服務配置項。

    名稱:nginx

    類型:

    • 負載平衡

    • 公網訪問

    • 建立SLB

    連接埠映射:

    • 名稱:nginx

    • 服務連接埠:80

    • 容器連接埠:80

    • 協議:TCP

  4. 再次在無狀態頁面,單擊使用鏡像建立。在建立設定精靈頁面中,建立用於測試訪問名稱為busybox的用戶端應用,用於測試訪問上一步中建立的名為nginx的Service。

    本樣本的busybox用戶端應用僅需配置以下配置項,其他配置項選擇預設配置。關於更多配置說明,請參見配置項說明

    配置項

    說明

    樣本值

    應用基本資料

    應用程式名稱

    自訂名稱。

    busybox

    副本數量

    按需取值。

    1

    容器啟動項

    鏡像名稱

    啟動容器的鏡像名稱。

    busybox:latest

    容器啟動項

    選中stdintty

  5. 驗證busybox用戶端應用是否可以訪問Nginx Service。

    1. 無狀態頁面,找到並單擊busybox名稱。

    2. 容器組頁簽下的busybox-{hash值}容器組右側,單擊終端

      image.png

    3. 在busybox的命令列終端中執行wget nginx測試訪問Nginx。

      connection

      當出現以上資訊時,說明您可以在busybox中訪問Nginx Service。

通過命令列操作

  1. 執行以下命令,建立一個Nginx的應用,並通過名稱為Nginx的Service與其通訊。

    建立Nginx應用:

    kubectl run nginx --image=nginx

    預期輸出:

    pod/nginx created

    查看Pod是否啟動:

    kubectl get pod

    預期輸出:

    NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx                    1/1     Running   0          45s

    建立名為nginx的Service:

    kubectl expose pod nginx --port=80

    預期輸出:

    service/nginx exposed

    查看Service:

    kubectl get service

    預期輸出:

    NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
    kubernetes   ClusterIP   172.XX.XX.1     <none>        443/TCP   30m
    nginx        ClusterIP   172.XX.XX.48    <none>        80/TCP    12s
  2. 執行以下命令,建立名稱為busybox的Pod,訪問名為Nginx的Service。

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

    預期輸出:

    If you don't see a command prompt, try pressing enter.
    / #
    / #

    擷取nginx:

    If you don't see a command prompt, try pressing enter.
    / #
    / # wget nginx  # wget nginx需要輸入到此處。

    預期輸出:

    Connecting to nginx (172.XX.XX.48:80)
    saving to 'index.html'
    index.html           100% |****************************************************************************************************************************************************|   612  0:00:00 ETA
    'index.html' saved

步驟三:使用網路原則

以下幾種情境均支援使用網路原則,您可以按需選擇。

情境一:通過網路原則限制服務只能被帶有特定標籤的應用訪問

  1. 使用以下YAML模板並執行命令vim policy.yaml,建立名為policy.yaml檔案。

    vim policy.yaml

    以下為YAML檔案內容。

    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: access-nginx
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          run: nginx
      ingress:
      - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              access: "true"
  2. 執行以下命令,根據上述的policy.yaml檔案建立網路原則。

    kubectl apply -f policy.yaml 

    預期輸出:

    networkpolicy.networking.k8s.io/access-nginx created
  3. 執行以下命令,當沒有定義訪問標籤時,測試訪問名為nginx的Service,請求會逾時,無法訪問。

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

    測試訪問名為nginx的Service

    wget nginx

    預期輸出:

    Connecting to nginx (172.19.XX.XX:80)
    wget: can't connect to remote host (172.19.XX.XX): Connection timed out
  4. 執行以下命令,定義訪問標籤。

    kubectl run busybox --rm -ti --labels="access=true" --image=busybox /bin/sh

    測試訪問nginx Service

    wget nginx

    預期輸出:

    Connecting to nginx (172.21.XX.XX:80)
    saving to 'index.html'
    index.html           100% |****************************************************************************************************************************************************|   612  0:00:00 ETA
    'index.html' saved

    串連nginx的進度為100%時,說明請求成功,可以正常訪問nginx服務。

情境二:通過網路原則限制可訪問公網服務的來源IP網段

  1. 執行以下命令,為上述名為nginx的應用建立阿里雲SLB服務,指定type=LoadBalancer來向外網使用者暴露nginx服務。

    vim nginx-service.yaml

    nginx-service.yaml檔案模板如下。

    # 將以下YAML內容粘貼至nginx-service.yaml中。
    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

    執行以下命令,根據上述的nginx-service.yaml檔案建立網路原則。

    kubectl apply -f nginx-service.yaml 

    預期輸出:

    service/nginx-slb created

    查看應用是否對外暴露nginx服務:

    kubectl get service nginx-slb

    預期輸出:

    NAME        TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP      PORT(S)        AGE
    nginx-slb   LoadBalancer   172.19.xx.xxx   47.110.xxx.xxx   80:32240/TCP   8m
  2. 執行以下命令,訪問剛剛建立的SLB的IP地址47.110.xxx.xxx,訪問失敗。

    wget 47.110.xxx.xxx

    預期輸出:

    --2018-11-21 11:46:05--  http://47.110.xx.xxx/
    Connecting to 47.110.XX.XX:80... failed: Connection refused.
    說明

    訪問失敗的原因是:

    • 配置的nginx Service只能被帶有特定標籤即access=true的應用訪問。

    • 訪問SLB的IP地址,是從外部存取Kubernetes,與通過網路原則限制服務只能被帶有特定標籤的應用訪問不同。

    解決方案:修改網路原則,增加允許訪問的來源IP位址區段。

  3. 執行以下命令,查看本地的IP地址。

    curl myip.ipip.net

    預期輸出:

    當前IP:10.0.x.x來自於:中國 北京 北京        # 此處僅為樣本,具體請以實際裝置為準。
  4. 執行以下命令,修改已經建立的policy.yaml檔案。

    vim policy.yaml

    policy.yaml檔案修改為如下內容:

    # 以下為YAML檔案內容。
    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: 10.0.0.1/24      # 本地IP地址,此處僅為樣本,具體請以實際裝置為準。

    執行以下命令,根據policy.yaml檔案建立網路原則。

    kubectl apply -f policy.yaml 

    預期輸出:

    networkpolicy.networking.k8s.io/access-nginx unchanged
    說明
    • 有些網路的出口有多個IP地址,這裡請使用/24的位址範圍。

    • SLB健全狀態檢查地址在100.64.0.0/10位址區段內,因此請務必配置100.64.0.0/10

  5. 執行以下命令,建立Nginx服務。

    kubectl run busybox --rm -ti --labels="access=true" --image=busybox /bin/sh

    訪問nginx服務:

    wget 47.110.XX.XX

    預期輸出:

    Connecting to 47.110.XX.XX (47.110.XX.XX:80)
    index.html           100% |***********************************************************|   612  0:00:00 ETA

    串連進度顯示100%時,說明成功訪問nginx服務。

情境三:通過網路原則限制一個Pod只能訪問指定地址

  1. 執行以下命令,擷取www.aliyun.com網域名稱解析到的IP地址清單。

    dig +short www.aliyun.com

    預期輸出:

    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.
    106.XX.XX.21
    140.XX.XX.4
    140.XX.XX.13
    140.XX.XX.3
  2. 執行以下命令,建立busybox-policy檔案。

    vim busybox-policy.yaml

    busybox-policy檔案模板如下:

    # 以下為YAML檔案內容。
    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: busybox-policy
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          run: busybox
      egress:
      - to:
        - ipBlock:
            cidr: 106.XX.XX.21/32
        - ipBlock:
            cidr: 140.XX.XX.4/32
        - ipBlock:
            cidr: 140.XX.XX.13/32
        - ipBlock:
            cidr: 140.XX.XX.3/32
      - to:
        - ipBlock:
            cidr: 0.0.0.0/0
        - namespaceSelector: {}
        ports:
        - protocol: UDP
          port: 53
    說明

    busybox-policy檔案中,配置了出口規則(Egress),限制應用的對外訪問。在這裡需配置允許UDP請求,否則無法進行DNS解析。

  3. 執行以下命令,根據busybox-policy檔案建立網路原則。

    kubectl apply -f busybox-policy.yaml 

    預期輸出:

    networkpolicy.networking.k8s.io/busybox-policy created
  4. 執行以下命令,建立busybox。

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

    訪問www.aliyun.com之外的網站,例如,www.taobao.com

    wget www.taobao.com

    預期輸出:

    Connecting to www.taobao.com (64.13.XX.XX:80)
    wget: can't connect to remote host (64.13.XX.XX): Connection timed out

    出現can't connect to remote host時,說明訪問服務失敗。

  5. 執行以下命令,訪問www.aliyun.com

    wget www.aliyun.com

    預期輸出:

    Connecting to www.aliyun.com (140.205.XX.XX:80)
    Connecting to www.aliyun.com (140.205.XX.XX:443)
    wget: note: TLS certificate validation not implemented
    index.html           100% |***********************************************************|  462k  0:00:00 ETA

    進行顯示100%,說明成功訪問服務。

情境四:通過網路原則控制命名空間下Pod公網存取權限

說明

此操作有可能影響線上正在訪問公網的服務,建議在一個空的命名空間中進行以下操作。

  1. 執行以下命令,建立一個測試的命名空間來驗證限制的能力。

    建立一個test-np的命名空間。

    kubectl create ns test-np

    預期輸出:

    namespace/test-np created
  2. 執行以下命令,為這個命名空間設定預設的只允許主動訪問私網的網路原則規則。

    vim default-deny.yaml

    以下為default-deny.yaml檔案的樣本模板:

    # 以下為YAML檔案內容。
    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      namespace: test-np
      name: deny-public-net
    spec:
      podSelector: {}
      ingress:
      - from:
        - ipBlock:
            cidr: 0.0.0.0/0
      egress:
      - to:
        - ipBlock:
            cidr: 192.168.0.0/16
        - ipBlock:
            cidr: 172.16.0.0/12
        - ipBlock:
            cidr: 10.0.0.0/8

    查看default-deny.yaml檔案是否已建立成功。

    kubectl apply -f default-deny.yaml

    預期輸出:

    networkpolicy.networking.k8s.io/deny-public-net created

    查看網路原則:

    kubectl get networkpolicy -n test-np

    預期輸出:

    NAME                              POD-SELECTOR          AGE
    deny-public-net                   <none>                1m
  3. 執行以下命令,為特殊標籤的Pod設定允許訪問公網。

    vim allow-specify-label.yaml

    樣本標籤設定為public-network=true

    # 以下為YAML檔案內容。
    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: allow-public-network-for-labels
      namespace: test-np
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          public-network: "true"
      ingress:
      - from:
        - ipBlock:
            cidr: 0.0.0.0/0
      egress:
      - to:
        - ipBlock:
            cidr: 0.0.0.0/0
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              ns: kube-system

    執行如下命令,建立網路原則:

    kubectl apply -f allow-specify-label.yaml

    預期輸出:

    networkpolicy.networking.k8s.io/allow-public-network-for-labels created

    查看網路原則:

    kubectl get networkpolicy -n test-np

    預期輸出:

    NAME                              POD-SELECTOR          AGE
    allow-public-network-for-labels   public-network=true    1m
    deny-public-net                   <none>                 3m
  4. 執行以下命令驗證無特殊標籤的Pod無法訪問公網。

    kubectl run -it --namespace test-np --rm --image busybox  busybox-intranet
    ping aliyun.com

    預期輸出:

    PING aliyun.com (106.11.2xx.xxx): 56 data bytes
    ^C
    --- aliyun.com ping statistics ---
    9 packets transmitted, 0 packets received, 100% packet loss

    顯示0 packets received時,說明訪問失敗。

    說明

    訪問失敗的原因是:由於通過deny-public-net的網路原則規則限制了test-np的這個命名空間下的Pod的預設的公網訪問,所以它下面啟動的預設標籤的Pod無法訪問公網。

  5. 執行以下命令驗證帶有public-network=true的Pod可以訪問服務。

    kubectl run -it --namespace test-np --labels public-network=true --rm --image busybox  busybox-internet
    ping aliyun.com

    預期輸出:

    PING aliyun.com (106.11.1xx.xx): 56 data bytes
    64 bytes from 106.11.1xx.xx: seq=0 ttl=47 time=4.235 ms
    64 bytes from 106.11.1xx.xx: seq=1 ttl=47 time=4.200 ms
    64 bytes from 106.11.1xx.xx: seq=2 ttl=47 time=4.182 ms
    ^C
    --- aliyun.com ping statistics ---
    3 packets transmitted, 3 packets received, 0% packet loss
    round-trip min/avg/max = 4.182/4.205/4.235 ms

    顯示0% packet loss時,說明成功訪問服務。

    說明

    可以正常訪問的原因是:由於在allow-public-network-for-labels的網路原則的規則中允許了帶有public-network=true的Pod的公網訪問,所以帶有這個Label的busybox-internet的Pod可以訪問公網。