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第20章 ネットワークポリシー

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20.1. ネットワークポリシーについて

クラスター管理者は、トラフィックをクラスター内の Pod に制限するネットワークポリシーを定義できます。

20.1.1. ネットワークポリシーについて

Kubernetes ネットワークポリシーをサポートするネットワークプラグインを使用するクラスターでは、ネットワーク分離は NetworkPolicy オブジェクトによって完全に制御されます。OpenShift Container Platform 4.12 では、OpenShift SDN はデフォルトのネットワーク分離モードでのネットワークポリシーの使用をサポートしています。

警告

ネットワークポリシーは、ホストのネットワーク namespace には適用されません。ホストネットワークが有効にされている Pod はネットワークポリシールールによる影響を受けません。ただし、ホストネットワークの Pod に接続する Pod はネットワークポリシールールの影響を受ける可能性があります。

ネットワークポリシーは、ローカルホストまたは常駐ノードからのトラフィックをブロックすることはできません。

デフォルトで、プロジェクトのすべての Pod は他の Pod およびネットワークのエンドポイントからアクセスできます。プロジェクトで 1 つ以上の Pod を分離するには、そのプロジェクトで NetworkPolicy オブジェクトを作成し、許可する着信接続を指定します。プロジェクト管理者は独自のプロジェクト内で NetworkPolicy オブジェクトの作成および削除を実行できます。

Pod が 1 つ以上の NetworkPolicy オブジェクトのセレクターで一致する場合、Pod はそれらの 1 つ以上の NetworkPolicy オブジェクトで許可される接続のみを受け入れます。NetworkPolicy オブジェクトによって選択されていない Pod は完全にアクセス可能です。

ネットワークポリシーは、TCP、UDP、ICMP、および SCTP プロトコルにのみ適用されます。他のプロトコルは影響を受けません。

以下のサンプル NetworkPolicy オブジェクトは、複数の異なるシナリオをサポートすることを示しています。

  • すべてのトラフィックを拒否します。

    プロジェクトに deny by default (デフォルトで拒否) を実行させるには、すべての Pod に一致するが、トラフィックを一切許可しない NetworkPolicy オブジェクトを追加します。

    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: deny-by-default
    spec:
      podSelector: {}
      ingress: []
  • OpenShift Container Platform Ingress Controller からの接続のみを許可します。

    プロジェクトで OpenShift Container Platform Ingress Controller からの接続のみを許可するには、以下の NetworkPolicy オブジェクトを追加します。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: NetworkPolicy
    metadata:
      name: allow-from-openshift-ingress
    spec:
      ingress:
      - from:
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              network.openshift.io/policy-group: ingress
      podSelector: {}
      policyTypes:
      - Ingress
  • プロジェクト内の Pod からの接続のみを受け入れます。

    Pod が同じプロジェクト内の他の Pod からの接続を受け入れるが、他のプロジェクトの Pod からの接続を拒否するように設定するには、以下の NetworkPolicy オブジェクトを追加します。

    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: allow-same-namespace
    spec:
      podSelector: {}
      ingress:
      - from:
        - podSelector: {}
  • Pod ラベルに基づいて HTTP および HTTPS トラフィックのみを許可します。

    特定のラベル (以下の例の role=frontend) の付いた Pod への HTTP および HTTPS アクセスのみを有効にするには、以下と同様の NetworkPolicy オブジェクトを追加します。

    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: allow-http-and-https
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          role: frontend
      ingress:
      - ports:
        - protocol: TCP
          port: 80
        - protocol: TCP
          port: 443
  • namespace および Pod セレクターの両方を使用して接続を受け入れます。

    namespace と Pod セレクターを組み合わせてネットワークトラフィックのマッチングをするには、以下と同様の NetworkPolicy オブジェクトを使用できます。

    kind: NetworkPolicy
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    metadata:
      name: allow-pod-and-namespace-both
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          name: test-pods
      ingress:
        - from:
          - namespaceSelector:
              matchLabels:
                project: project_name
            podSelector:
              matchLabels:
                name: test-pods

NetworkPolicy オブジェクトは加算されるものです。 つまり、複数の NetworkPolicy オブジェクトを組み合わせて複雑なネットワーク要件を満すことができます。

たとえば、先の例で定義された NetworkPolicy オブジェクトの場合、同じプロジェト内に allow-same-namespaceallow-http-and-https ポリシーの両方を定義することができます。これにより、ラベル role=frontend の付いた Pod は各ポリシーで許可されるすべての接続を受け入れます。つまり、同じ namespace の Pod からのすべてのポート、およびすべての namespace の Pod からのポート 80 および 443 での接続を受け入れます。

20.1.1.1. allow-from-router ネットワークポリシーの使用

次の NetworkPolicy を使用して、ルーターの設定に関係なく外部トラフィックを許可します。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-from-router
spec:
  ingress:
  - from:
    - namespaceSelector:
        matchLabels:
          policy-group.network.openshift.io/ingress: ""1
  podSelector: {}
  policyTypes:
  - Ingress
1
policy-group.network.openshift.io/ingress:"" ラベルは、OpenShift-SDN と OVN-Kubernetes の両方をサポートします。

20.1.1.2. allow-from-hostnetwork ネットワークポリシーの使用

次の allow-from-hostnetwork NetworkPolicy オブジェクトを追加して、ホストネットワーク Pod からのトラフィックを転送します。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-from-hostnetwork
spec:
  ingress:
  - from:
    - namespaceSelector:
        matchLabels:
          policy-group.network.openshift.io/host-network: ""
  podSelector: {}
  policyTypes:
  - Ingress

20.1.2. OpenShift SDN を使用したネットワークポリシー最適化

ネットワークポリシーを使用して、namespace 内でラベルで相互に区別される Pod を分離します。

NetworkPolicy オブジェクトを単一 namespace 内の多数の個別 Pod に適用することは効率的ではありません。Pod ラベルは IP レベルには存在しないため、ネットワークポリシーは、podSelector で選択されるすべての Pod 間のすべてのリンクについての別個の Open vSwitch (OVS) フロールールを生成します。

たとえば、仕様の podSelector および NetworkPolicy オブジェクト内の ingress podSelector のそれぞれが 200 Pod に一致する場合、40,000 (200*200) OVS フロールールが生成されます。これにより、ノードの速度が低下する可能性があります。

ネットワークポリシーを設計する場合は、以下のガイドラインを参照してください。

  • namespace を使用して分離する必要のある Pod のグループを組み込み、OVS フロールールの数を減らします。

    namespace 全体を選択する NetworkPolicy オブジェクトは、namespaceSelectors または空の podSelectors を使用して、namespace の VXLAN 仮想ネットワーク ID に一致する単一の OVS フロールールのみを生成します。

  • 分離する必要のない Pod は元の namespace に維持し、分離する必要のある Pod は 1 つ以上の異なる namespace に移します。
  • 追加のターゲット設定された namespace 間のネットワークポリシーを作成し、分離された Pod から許可する必要のある特定のトラフィックを可能にします。

20.1.3. OVN-Kubernetes ネットワークプラグインによるネットワークポリシーの最適化

ネットワークポリシーを設計する場合は、以下のガイドラインを参照してください。

  • 同じ spec.podSelector 仕様を持つネットワークポリシーの場合、ingress ルールまたは egress ルールを持つ複数のネットワークポリシーを使用するよりも、複数の Ingress ルールまたは egress ルールを持つ 1 つのネットワークポリシーを使用する方が効率的です。
  • podSelector または namespaceSelector 仕様に基づくすべての Ingress または egress ルールは、number of pods selected by network policy + number of pods selected by ingress or egress rule に比例する数の OVS フローを生成します。そのため、Pod ごとに個別のルールを作成するのではなく、1 つのルールで必要な数の Pod を選択できる podSelector または namespaceSelector 仕様を使用することが推奨されます。

    たとえば、以下のポリシーには 2 つのルールが含まれています。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: NetworkPolicy
    metadata:
      name: test-network-policy
    spec:
      podSelector: {}
      ingress:
      - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend
      - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: backend

    以下のポリシーは、上記と同じ 2 つのルールを 1 つのルールとして表現しています。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: NetworkPolicy
    metadata:
      name: test-network-policy
    spec:
      podSelector: {}
      ingress:
      - from:
        - podSelector:
            matchExpressions:
            - {key: role, operator: In, values: [frontend, backend]}

    同じガイドラインが spec.podSelector 仕様に適用されます。異なるネットワークポリシーに同じ ingress ルールまたは egress ルールがある場合、共通の spec.podSelector 仕様で 1 つのネットワークポリシーを作成する方が効率的な場合があります。たとえば、以下の 2 つのポリシーには異なるルールがあります。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: NetworkPolicy
    metadata:
      name: policy1
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          role: db
      ingress:
      - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend
    ---
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: NetworkPolicy
    metadata:
      name: policy2
    spec:
      podSelector:
        matchLabels:
          role: client
      ingress:
      - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend

    以下のネットワークポリシーは、上記と同じ 2 つのルールを 1 つのルールとして表現しています。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: NetworkPolicy
    metadata:
      name: policy3
    spec:
      podSelector:
        matchExpressions:
        - {key: role, operator: In, values: [db, client]}
      ingress:
      - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend

    この最適化は、複数のセレクターを 1 つのセレクターとして表現する場合に限り適用できます。セレクターが異なるラベルに基づいている場合、この最適化は適用できない可能性があります。その場合は、ネットワークポリシーの最適化に特化して新規ラベルをいくつか適用することを検討してください。

20.1.4. 次のステップ

20.1.5. 関連情報

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