Configurazione di un gateway NAT in uscita

Con Google Distributed Cloud, puoi configurare SNAT (Network Address Translation) di origine in modo che al traffico in uscita dal tuo cluster utente venga assegnato un indirizzo IP di origine prevedibile.

Questo documento mostra come configurare un gateway NAT in uscita per un cluster utente.

Attenzione: non puoi eseguire l'upgrade a qualsiasi versione successiva dei cluster delle versioni 1.8.x o 1.9.x con Anthos Network Gateway abilitato. Ad esempio, non puoi eseguire l'upgrade alla versione 1.9.x di un cluster dalla versione 1.9.0 con il gateway di rete Anthos abilitato, né puoi eseguire l'upgrade alla versione 1.10. Puoi eseguire l'upgrade dei cluster con il gateway di rete Anthos abilitato solo se sono stati creati nella versione 1.10 o successive. Puoi eliminare un cluster di versione 1.8.x o 1.9.x e quindi ricrearlo seguendo le istruzioni in questo documento.

Introduzione

A volte hai pod in esecuzione in un cluster utente che devono inviare pacchetti ai componenti in esecuzione nell'organizzazione, ma all'esterno del cluster. È consigliabile progettare questi componenti esterni in modo che filtrino il traffico di rete in entrata in base a un insieme di indirizzi IP di origine noti.

Ecco alcuni scenari:

• Di fronte a un database è presente un firewall che consente l'accesso solo in base all'indirizzo IP. e il team che gestisce il firewall del database è diverso da quello che gestisce il cluster.

• I carichi di lavoro nel cluster utente devono accedere a un'API di terze parti su internet. Per motivi di sicurezza, il provider API autentica e autorizza il traffico utilizzando l'indirizzo IP come identità.

Con un gateway NAT in uscita puoi avere un controllo granulare sugli indirizzi IP di origine utilizzati per il traffico di rete che lascia un cluster.

Prezzi

Non è previsto alcun costo per l'utilizzo di questa funzionalità durante l'anteprima.

Come funziona un gateway NAT in uscita

Di solito, quando un pod invia un pacchetto al di fuori del cluster, viene tradotto SNAT con l'indirizzo IP del nodo su cui è in esecuzione il pod.

Quando è attivo un gateway NAT in uscita, puoi specificare che determinati pacchetti in uscita vengano inviati prima a un nodo gateway dedicato. L'interfaccia di rete sul nodo gateway è configurata con due indirizzi IP: l'indirizzo IP principale e un indirizzo IP di origine in uscita.

Quando un pacchetto è stato selezionato per utilizzare il gateway NAT in uscita, il pacchetto esce dal cluster dal nodo gateway e viene tradotto SNAT con l'indirizzo IP di origine in uscita configurato nell'interfaccia di rete.

Il seguente diagramma illustra il flusso dei pacchetti:

Nel diagramma precedente, puoi vedere il flusso di un pacchetto inviato dal pod.

1. Su un nodo con indirizzo IP 192.168.1.1, un pod con indirizzo IP 10.10.10.1 genera un pacchetto in uscita.

2. Il pacchetto corrisponde a una regola in uscita, quindi viene inoltrato al nodo gateway.

3. Il nodo gateway modifica l'indirizzo IP di origine in 192.168.1.100 e invia il pacchetto al di fuori del cluster.

4. Il traffico restituito torna al nodo gateway con destinazione 192.168.1.100.

5. Il nodo gateway utilizza conntrack per modificare l'indirizzo IP di destinazione in 10.10.10.1.

6. Il pacchetto viene trattato come traffico nel cluster, viene inoltrato al nodo originale e inviato nuovamente al pod originale.

Utenti tipo

Questo argomento fa riferimento a due utenti tipo:

• Amministratore del cluster. Questa persona crea un cluster utente e specifica gli indirizzi IP mobili che devono essere utilizzati dal gateway di rete Anthos.

• Sviluppatore. Questa persona esegue carichi di lavoro sul cluster utente e crea criteri di traffico in uscita.

Abilita gateway NAT in uscita

Questa sezione è rivolta agli amministratori del cluster.

Per configurare un gateway NAT in uscita, utilizza i campi enableDataplaneV2 e advancedNetworking nel file di configurazione del cluster utente e crea uno o più oggetti NetworkGatewayGroup.

Nel file di configurazione del cluster, imposta questi campi su true:

enableDataplaneV2: true
...
advancedNetworking: true

Crea il cluster utente.

Specifica gli indirizzi IP mobili

Questa sezione è rivolta agli amministratori del cluster.

Scegli un insieme di indirizzi IP da utilizzare come indirizzi di origine in uscita. Questi sono chiamati indirizzi IP mobili, perché il gruppo di gateway di rete li assegna, se necessario, alle interfacce di rete dei nodi che sceglie come gateway in uscita.

Gli indirizzi IP mobili devono trovarsi nella stessa subnet degli indirizzi IP dei nodi.

L'insieme di indirizzi IP mobili non deve sovrapporsi all'insieme di indirizzi IP specificato per i nodi.

Supponiamo, ad esempio, che una subnet abbia l'intervallo di indirizzi 192.168.1.0/24. Supponiamo che tu abbia scelto di utilizzare da 192.168.1.1 a 192.168.1.99 per i nodi. Puoi quindi utilizzare i valori da 192.168.1.100 a 192.168.1.104 come indirizzi IP mobili.

Crea un oggetto NetworkGatewayGroup

Questa sezione è rivolta agli amministratori del cluster.

Ecco un esempio di manifest per un oggetto NetworkGatewayGroup:

kind: NetworkGatewayGroup
apiVersion: networking.gke.io/v1
metadata:
  namespace: kube-system
  name: default
spec
  floatingIPs:
  - 192.168.1.100
  - 192.168.1.101
  - 192.168.1.102
  - 192.168.1.103
  - 192.168.1.104

Sostituisci l'array floatingIPs con i tuoi indirizzi IP mobili e salva il manifest in un file denominato my-ngg.yaml.

Crea l'oggetto NetworkGatewayGroup:

kubectl --kubeconfig USER_CLUSTER_KUBECONFIG apply -f my-ngg.yaml

Esempio di criterio NAT in uscita

Questa sezione è rivolta agli sviluppatori.

Ecco un esempio di risorsa personalizzata OutboundNatPolicy:

kind: EgressNATPolicy
apiVersion: networking.gke.io/v1
metadata:
  name: alice-paul
spec:
  sources:
  - namespaceSelector:
      matchLabels:
        user: alice
    podSelector:
      matchLabels:
        role: frontend
  - namespaceSelector:
      matchLabels:
        user: paul
    podSelector:
      matchLabels:
        role: frontend
  action: SNAT
  destinations:
  - cidr: 8.8.8.0/24
  gatewayRef:
    name: default
    namespace: kube-system

Nel manifest precedente, vediamo:

• Un pod è candidato per il NAT in uscita se soddisfa uno dei seguenti requisiti:

  • Il pod ha l'etichetta role: frontend e si trova in uno spazio dei nomi con l'etichetta user: alice.

  • Il pod ha l'etichetta role: frontend e si trova in uno spazio dei nomi con l'etichetta user: paul.

• Il traffico da un pod candidato a un indirizzo nell'intervallo 8.8.8.0/24 viene inviato al gateway NAT in uscita.

• La sezione gatewayRef determina l'indirizzo IP di origine in uscita. La risorsa personalizzata OutboundNATPolicy utilizza i valori gatewayRef.name e gatewayRef.namespace per trovare un oggetto NetworkGatewayGroup. Il criterio utilizza uno degli indirizzi IP mobili di NetworkGatewayGroup come indirizzo IP di origine per il traffico in uscita. Se nel NetworkGatewayGroup corrispondente sono presenti più indirizzi IP mobili, il criterio utilizza il primo indirizzo IP nell'elenco floatingIPs e ignora qualsiasi altro indirizzo IP. Se nella sezione gatewayRef sono presenti campi non validi, l'applicazione dell'oggetto EgressNATPolicy non riuscirà.

crea un oggetto OutboundNATPolicy

Creare il proprio manifest OutboundNATPolicy. Imposta metadata.name su "my-policy". Salva il manifest in un file denominato my-policy.yaml.

Crea l'oggetto OutboundNatPolicy:

kubectl apply --kubeconfig USER_CLUSTER_KUBECONFIG -f my-policy.yaml

Visualizza le informazioni sul criterio NAT in uscita

kubectl --kubeconfig USER_CLUSTER_KUBECONFIG get egressnatpolicy my-policy --output yaml

kubectl --kubeconfig USER_CLUSTER_KUBECONFIG get networkgatewaygroup --namespace kube-system --output yaml

kubectl --kubeconfig USER_CLUSTER_KUBECONFIG describe egressnatpolicy my-policy

Ordine delle operazioni

Il criterio NAT in uscita è compatibile con le API dei criteri di rete. Il criterio di rete viene valutato prima del criterio NAT in uscita. Se un criterio di rete indica di "abbandonare un pacchetto", il pacchetto viene eliminato indipendentemente dal criterio NAT in uscita.

Più criteri in uscita

Come descritto in precedenza, ogni EgressNATPolicy utilizza il primo indirizzo IP nell'elenco floatingIPs del NetworkGatewayGroup che corrisponde a gatewayRef.name e gatewayRef.namespace. Se crei più criteri e intendi utilizzare indirizzi IP diversi, devi creare più oggetti NetworkGatewayGroup e farvi riferimento, rispettivamente. Se crei più criteri, l'oggetto gatewayRef deve essere univoco per ogni criterio.

Ogni risorsa NetworkGatewayGroup deve contenere indirizzi IP mobili univoci. Per configurare più oggetti EgressNATPolicy in modo che utilizzino lo stesso indirizzo IP, utilizza lo stesso gatewayRef.name e lo stesso gatewayRef.namespace per entrambi.

Nota: il gateway di rete Anthos non consente di creare nuovi oggetti gateway che contengono indirizzi IP in spec.floatingIPs e che sono già utilizzati in oggetti gateway esistenti. Questa regola viene applicata da un webhook in Google Distributed Cloud versione 1.15.0 e successive.

Per configurare più criteri in uscita e più oggetti gateway:

1. Crea oggetti gateway nello spazio dei nomi kube-system per gestire ciascun indirizzo IP mobile. In genere, ogni criterio in uscita deve avere un oggetto gateway corrispondente per garantire che venga allocato l'indirizzo IP corretto.

   Poi verifica ogni oggetto gateway con kubectl per ottenere lo stato di allocazione degli indirizzi IP mobili:

   kind: NetworkGatewayGroup
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   metadata:
     namespace: kube-system
     name: gateway1
   spec:
     floatingIPs:
     - 192.168.1.100
   status:
     ...
     floatingIPs:
       192.168.1.100: worker1
   ---
   kind: NetworkGatewayGroup
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   metadata:
     namespace: kube-system
     name: gateway2
   spec:
     floatingIPs:
     - 192.168.1.101
   status:
     ...
     floatingIPs:
       192.168.1.101: worker2
   ---
   kind: NetworkGatewayGroup
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   metadata:
     namespace: kube-system
     name: gateway3
   spec:
     floatingIPs:
     - 192.168.1.102
   status:
     ...
     floatingIPs:
       192.168.1.102: worker1
   

2. Crea più criteri che fanno riferimento agli oggetti gateway, ad esempio gateway1 creati nel passaggio precedente:

   kind: EgressNATPolicy
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   metadata:
     name: egresspolicy1
   spec:
     ...
     gatewayRef:
       name: gateway1
       namespace: kube-system
   ---
   kind: EgressNATPolicy
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   metadata:
     name: egresspolicy2
   spec:
     ...
     gatewayRef:
       name: gateway2
       namespace: kube-system
   ---
   kind: EgressNATPolicy
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   metadata:
     name: egresspolicy3
   spec:
     ...
     gatewayRef:
       name: gateway3
       namespace: kube-system
   

(Facoltativo) Specifica i nodi in cui posizionare gli indirizzi IP mobili

NetworkGatewayGroup risorse supportano i selettori dei nodi. Per specificare un sottoinsieme di nodi considerati per ospitare un indirizzo IP mobile, puoi aggiungere il selettore di nodi all'oggetto NetworkGatewayGroup come mostrato nell'esempio seguente:

kind: NetworkGatewayGroup
apiVersion: networking.gke.io/v1
metadata:
  namespace: cluster-cluster1
  name: default
spec:
  floatingIPs:
  - 192.168.1.100
  - 192.168.1.101
  - 192.168.1.102
  nodeSelector:
    node-type: "egressNat"

Il selettore di nodi crea corrispondenze con i nodi che hanno l'etichetta specificata e solo questi nodi sono considerati per ospitare un indirizzo IP mobile. Se specifichi più selettori, la loro logica è additiva, quindi un nodo deve corrispondere a ogni etichetta per essere considerato per ospitare un indirizzo IP mobile. Se non ci sono molti nodi con etichette corrispondenti, un selettore di nodi può ridurre le qualità dell'alta disponibilità del posizionamento degli indirizzi IP mobili.