第 21 章 网络策略
21.1. 关于网络策略
作为开发者,您可以定义网络策略来限制集群中 pod 的流量。
21.1.1. 关于网络策略
在使用支持 Kubernetes 网络策略的网络插件的集群中,网络隔离完全由 NetworkPolicy
对象控制。在 OpenShift Container Platform 4.15 中,OpenShift SDN 支持在默认的网络隔离模式中使用网络策略。
网络策略不适用于主机网络命名空间。启用主机网络的 Pod 不受网络策略规则的影响。但是,连接到 host-networked pod 的 pod 会受到网络策略规则的影响。
网络策略无法阻止来自 localhost 或来自其驻留的节点的流量。
默认情况下,项目中的所有 pod 都可被其他 pod 和网络端点访问。要在一个项目中隔离一个或多个 Pod,您可以在该项目中创建 NetworkPolicy
对象来指示允许的入站连接。项目管理员可以在自己的项目中创建和删除 NetworkPolicy
对象。
如果一个 pod 由一个或多个 NetworkPolicy
对象中的选择器匹配,那么该 pod 将只接受至少被其中一个 NetworkPolicy
对象所允许的连接。未被任何 NetworkPolicy
对象选择的 pod 可以完全访问。
网络策略仅适用于 TCP、UDP、ICMP 和 SCTP 协议。其他协议不会受到影响。
以下示例 NetworkPolicy
对象演示了支持不同的情景:
拒绝所有流量:
要使项目默认为拒绝流量,请添加一个匹配所有 pod 但不接受任何流量的
NetworkPolicy
对象:kind: NetworkPolicy apiVersion: networking.k8s.io/v1 metadata: name: deny-by-default spec: podSelector: {} ingress: []
只允许 OpenShift Container Platform Ingress Controller 的连接:
要使项目只允许 OpenShift Container Platform Ingress Controller 的连接,请添加以下
NetworkPolicy
对象。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
只接受项目中 pod 的连接:
重要要允许同一命名空间中的
hostNetwork
pod 的入站连接,您需要将allow-from-hostnetwork
策略与allow-same-namespace
策略一起应用。要使 pod 接受同一项目中其他 pod 的连接,但拒绝其他项目中所有 pod 的连接,请添加以下
NetworkPolicy
对象:kind: NetworkPolicy apiVersion: networking.k8s.io/v1 metadata: name: allow-same-namespace spec: podSelector: {} ingress: - from: - podSelector: {}
仅允许基于 pod 标签的 HTTP 和 HTTPS 流量:
要对带有特定标签(以下示例中的
role=frontend
)的 pod 仅启用 HTTP 和 HTTPS 访问,请添加类似如下的NetworkPolicy
对象: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
使用命名空间和 pod 选择器接受连接:
要通过组合使用命名空间和 pod 选择器来匹配网络流量,您可以使用类似如下的
NetworkPolicy
对象: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
对象是可添加的;也就是说,您可以组合多个 NetworkPolicy
对象来满足复杂的网络要求。
例如,对于以上示例中定义的 NetworkPolicy
对象,您可以在同一个项目中定义 allow-same-namespace
和 allow-http-and-https
策略。因此,允许带有标签 role=frontend
的 pod 接受每一策略所允许的任何连接。即,任何端口上来自同一命名空间中的 pod 的连接,以及端口 80
和 443
上的来自任意命名空间中 pod 的连接。
21.1.1.1. 使用 allow-from-router 网络策略
使用以下 NetworkPolicy
来允许外部流量,而不考虑路由器配置:
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:""
标签支持 OpenShift-SDN 和 OVN-Kubernetes。
21.1.1.2. 使用 allow-from-hostnetwork 网络策略
添加以下 allow-from-hostnetwork
NetworkPolicy
对象来指示来自主机网络 pod 的流量。
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
21.1.2. 使用 OpenShift SDN 优化网络策略
使用一个网络策略来通过 pod 上的不同标签来在命名空间中将不同 pod 进行隔离。
将 NetworkPolicy
对象应用到单一命名空间中的大量 pod 时,效率较低。因为 Pod 标签不存在于 IP 地址一级,因此网络策略会为使用 podSelector
选择的每个 pod 之间生成单独的 Open vSwitch(OVS)流量规则 。
例如,在一个 NetworkPolicy
对象中,如果 spec podSelector
和 ingress podSelector
每个都匹配 200 个 pod,则会产生 40,000 (200*200) OVS 流规则。这可能会减慢节点的速度。
在设计您的网络策略时,请参考以下指南:
使用命名空间使其包含需要隔离的 pod 组,可以减少 OVS 流规则数量。
使用
namespaceSelector
或空podSelector
选择整个命名空间的NetworkPolicy
对象会只生成 一个与命名空间的 VXLAN 虚拟网络 ID(VNID)匹配的 OVS 流量规则。- 保留不需要在原始命名空间中隔离的 pod,并将需要隔离的 pod 移到一个或多个不同的命名空间中。
- 创建额外的目标跨命名空间网络策略,以允许来自不同隔离的 pod 的特定流量。
21.1.3. 使用 OVN-Kubernetes 网络插件优化网络策略
在设计您的网络策略时,请参考以下指南:
-
对于具有相同
spec.podSelector
spec 的网络策略,使用带有多个ingress
或egress
规则的一个网络策略比带有ingress
或egress
子集的多个网络策略更高效。 每个基于
podSelector
或namespaceSelector
spec 的ingress
或egress
规则会生成一个的 OVS 流数量,它与由网络策略选择的 pod 数量 + 由 ingress 或 egress 选择的 pod 数量
成比例因此,最好使用在一个规则中可以选择您所需的 pod 的podSelector
或namespaceSelector
规格,而不是为每个 pod 创建单独的规则。例如,以下策略包含两个规则:
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
以下策略表示这两个规则与以下相同的规则:
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]}
相同的指南信息适用于
spec.podSelector
spec。如果不同的网络策略有相同的ingress
或egress
规则,则创建一个带有通用的spec.podSelector
spec 可能更有效率。例如,以下两个策略有不同的规则: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
以下网络策略将这两个相同的规则作为一个:
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
当只有多个选择器表示为一个选择器时,您可以应用此优化。如果选择器基于不同的标签,则可能无法应用此优化。在这些情况下,请考虑为网络策略优化应用一些新标签。