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[#]: subject: "What you need to know about Kubernetes NetworkPolicy"
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[#]: via: "https://opensource.com/article/21/10/kubernetes-networkpolicy"
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[#]: author: "Mike Calizo https://opensource.com/users/mcalizo"
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[#]: collector: "lujun9972"
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[#]: translator: "perfiffer"
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[#]: reviewer: "wxy"
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[#]: publisher: "wxy"
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[#]: url: "https://linux.cn/article-14005-1.html"
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Kubernetes 网络策略基础
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> 在你通过 Kubernetes 部署一个应用之前，了解 Kubernetes 的网络策略是一个基本的要求。
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随着越来越多的云原生应用程序通过 Kubernetes 部署到生产环境，安全性是你必须在早期就需要考虑的一个重要检查项。在设计云原生应用程序时，预先嵌入安全策略非常重要。不这样做会导致后续的安全问题，从而导致项目延迟，并最终给你带来不必要的压力和金钱投入。
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这么多年来，人们总是把安全留到最后，直到他们的部署即将发布到生产环境时才考虑安全。这种做法会导致项目交付的延迟，因为每个组织都有要遵守的安全标准，这些规定被绕过或不遵守，并承受大量的风险才得以实现可交付成果。
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对于刚开始学习 Kubernetes 实施的人来说，理解 Kubernetes <ruby>网络策略<rt>NetworkPolicy</rt></ruby> 可能会令人生畏。但这是在将应用程序部署到 Kubernetes 集群之前必须了解的基本要求之一。在学习 Kubernetes 和云原生应用程序时，请把“不要把安全抛在脑后！”定为你的口号。
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### 网络策略概念
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<ruby>[网络策略][2]<rt>NetworkPolicy</rt></ruby> 取代了你所知道的数据中心环境中的防火墙设备 —— 如<ruby>吊舱<rt>Pod</rt></ruby>之于计算实例、网络插件之于路由器和交换机，以及卷之于存储区域网络（SAN）。
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默认情况下，Kubernetes 网络策略允许 <ruby>[吊舱][3]<rt>Pod</rt></ruby> 从任何地方接收流量。如果你不担心吊舱的安全性，那么这可能没问题。但是，如果你正在运行关键工作负载，则需要保护吊舱。控制集群内的流量（包括入口和出口流量），可以通过网络策略来实现。
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要启用网络策略，你需要一个支持网络策略的网络插件。否则，你应用的任何规则都将变得毫无用处。
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[Kubernetes.io][4] 上列出了不同的网络插件：
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* CNI 插件：遵循 <ruby>[容器网络接口][5]<rt>Container Network Interface</rt></ruby>（CNI）规范，旨在实现互操作性。
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* Kubernetes 遵循 CNI 规范的 [v0.4.0][6] 版本。
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* Kubernetes 插件：使用桥接器和主机本地 CNI 插件实现基本的 `cbr0`。
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### 应用网络策略
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要应用网络策略，你需要一个工作中的 Kubernetes 集群，并有支持网络策略的网络插件。
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但首先，你需要了解如何在 Kubernetes 的环境使用网络策略。Kubernetes 网络策略允许 [吊舱][3] 从任何地方接收流量。这并不是理想情况。为了吊舱安全，你必须了解吊舱是可以在 Kubernetes 架构内进行通信的端点。
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1、使用 `podSelector` 进行吊舱间的通信：
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```
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- namespaceSelector:
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matchLabels:
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project: myproject
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```
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2、使用 `namespaceSelector` 和/或 `podSelector` 和 `namespaceSelector` 的组合进行命名空间之间的通信和命名空间到吊舱的通信。：
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```
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- namespaceSelector:
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matchLabels:
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project: myproject
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- podSelector:
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matchLabels:
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role: frontend
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```
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3、对于吊舱的 IP 块通信，使用 `ipBlock` 定义哪些 IP CIDR 块决定源和目的。
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```
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- ipBlock:
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cidr: 172.17.0.0/16
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except:
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- 172.17.1.0/24
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```
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注意吊舱、命名空间和基于 IP 的策略之间的区别。对于基于吊舱和命名空间的网络策略，使用选择器来控制流量，而对基于 IP 的网络策略，使用 IP 块（CIDR 范围）来定义控制。
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把它们放在一起，一个网络策略应如下所示：
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```
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apiVersion: networking.k8s.io/v1
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kind: NetworkPolicy
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metadata:
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name: test-network-policy
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namespace: default
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spec:
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podSelector:
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matchLabels:
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app: backend
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policyTypes:
|
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- Ingress
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- Egress
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ingress:
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- from:
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- ipBlock:
|
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cidr: 172.17.0.0/16
|
||
except:
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||
- 192.168.1.0/24
|
||
- namespaceSelector:
|
||
matchLabels:
|
||
project: myproject
|
||
- podSelector:
|
||
matchLabels:
|
||
role: frontend
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ports:
|
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- protocol: TCP
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port: 6379
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egress:
|
||
- to:
|
||
- ipBlock:
|
||
cidr: 10.0.0.0/24
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||
ports:
|
||
- protocol: TCP
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||
port: 5978
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```
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参考上面的网络策略，请注意 `spec` 部分。在此部分下，带有标签 `app=backend` 的 `podSelector` 是我们的网络策略的目标。简而言之，网络策略保护给定命名空间内称为 `backend` 的应用程序。
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此部分也有 `policyTypes` 定义。此字段指示给定策略是否适用于选定吊舱的入口流量、选定吊舱的出口流量，或两者皆有。
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```
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spec:
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podSelector:
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matchLabels:
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app: backend
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policyTypes:
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- Ingress
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- Egress
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```
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现在，请看 `Ingress`（入口）和 `Egress`（出口）部分。该定义规定了网络策略的控制。
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首先，检查 `ingress from` 部分。
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此实例中，网络策略允许从以下位置进行吊舱连接：
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* `ipBlock`
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* 允许 172.17.0.0/16
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* 拒绝 192.168.1.0/24
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* `namespaceSelector`
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* `myproject`: 允许来自此命名空间并具有相同标签 project=myproject 的所有吊舱。
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* `podSelector`
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* `frontend`: 允许与标签 `role=frontend` 匹配的吊舱。
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```
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ingress:
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- from:
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- ipBlock:
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cidr: 172.17.0.0/16
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||
except:
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- 192.168.1.0/24
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||
- namespaceSelector:
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matchLabels:
|
||
project: myproject
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||
- podSelector:
|
||
matchLabels:
|
||
role: frontend
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```
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现在，检查 `egress to` 部分。这决定了从吊舱出去的连接：
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* `ipBlock`
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* 10.0.0.0/24: 允许连接到此 CIDR
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* Ports: 允许使用 TCP 和端口 5978 进行连接
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```
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egress:
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- to:
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||
- ipBlock:
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||
cidr: 10.0.0.0/24
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||
ports:
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||
- protocol: TCP
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port: 5978
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```
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### 网络策略的限制
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仅靠网络策略无法完全保护你的 Kubernetes 集群。你可以使用操作系统组件或 7 层网络技术来克服已知限制。你需要记住，网络策略只能解决 IP 地址和端口级别的安全问题 —— 即开放系统互联（OSI）中的第 3 层或第 4 层。
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为了解决网络策略无法处理的安全要求，你需要使用其它安全解决方案。以下是你需要知道的一些 [用例][7]，在这些用例中，网络策略需要其他技术的增强。
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### 总结
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了解 Kubernetes 的网络策略很重要，因为它是实现（但不是替代）你通常在数据中心设置中使用的防火墙角色的一种方式，但适用于 Kubernetes。将此视为容器安全的第一层，仅仅依靠网络策略并不是一个完整的安全解决方案。
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网络策略使用选择器和标签在吊舱和命名空间上实现安全性。此外，网络策略还可以通过 IP 范围实施安全性。
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充分理解网络策略是在 Kubernetes 环境中安全采用容器化的一项重要技能。
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via: https://opensource.com/article/21/10/kubernetes-networkpolicy
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作者：[Mike Calizo][a]
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选题：[lujun9972][b]
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译者：[perfiffer](https://github.com/perfiffer)
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校对：[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]: https://opensource.com/users/mcalizo
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[b]: https://github.com/lujun9972
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[1]: https://opensource.com/sites/default/files/styles/image-full-size/public/lead-images/containers_modules_networking_hardware_parts.png?itok=rPpVj92- (Parts, modules, containers for software)
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[2]: https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/network-policies/
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[3]: https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/
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[4]: https://kubernetes.io/docs/concepts/extend-kubernetes/compute-storage-net/network-plugins/
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[5]: https://github.com/containernetworking/cni
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[6]: https://github.com/containernetworking/cni/blob/spec-v0.4.0/SPEC.md
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[7]: https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/network-policies/#what-you-can-t-do-with-network-policies-at-least-not-yet
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