本教學課程適用於 Kubernetes 使用者和管理員,他們有興趣使用 Istio 服務網格安全地部署 Kubernetes 服務,並啟用相互 TLS (mTLS) 通訊。
Istio 和 Cloud Service Mesh
Istio 不是 Google 支援的產品。建議改用代管的 Cloud Service Mesh。詳情請參閱「在 GKE Autopilot 叢集上佈建 Cloud Service Mesh」。
Cloud Service Mesh 具有下列優點:
- 您可以使用 Fleet API 佈建受管理 Cloud Service Mesh,不必使用
istioctl
等用戶端工具。 - Cloud Service Mesh 會自動將 Sidecar Proxy 插入工作負載,不必授予容器更高的權限。
- 您無須進行任何額外設定,即可查看網格和服務的豐富資訊主頁,然後使用這些指標設定服務等級目標 (SLO) 和快訊,監控應用程式的健康狀態。
- 系統會自動升級代管 Cloud Service Mesh 控制層,確保您取得最新的安全性修補程式和功能。
- Cloud Service Mesh 代管資料層會自動升級工作負載中的 Sidecar Proxy,因此當 Proxy 升級和安全修補程式可用時,您不需要自行重新啟動服務。
- Cloud Service Mesh 是受支援的產品,可使用標準開放原始碼 Istio API 進行設定。詳情請參閱支援的功能。
準備環境
如要設定環境,請按照下列步驟操作:
設定環境變數:
export PROJECT_ID=PROJECT_ID gcloud config set project $PROJECT_ID gcloud config set compute/region us-central1
複製 GitHub 存放區:
git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples.git
變更為工作目錄:
cd kubernetes-engine-samples/service-mesh/istio-tutorial
建立 GKE 叢集
啟用 Istio 要求的 Linux 功能:NET_RAW
和 NET_ADMIN
。
根據預設,GKE Autopilot 不允許 NET_ADMIN
,但您可以在 GKE 1.27 以上版本中,使用 --workload-policies=allow-net-admin
指令啟用 NET_ADMIN
:
gcloud container clusters create-auto istio-cluster \
--location="us-central1" \
--workload-policies="allow-net-admin"
如要進一步瞭解 GKE Autopilot 安全性,請參閱「內建安全設定」。
安裝 Istio
您可以使用 Istioctl 在 GKE 叢集上安裝 Istio。
在本教學課程中,您將安裝 Istio,並使用建議用於實際工作環境部署作業的預設設定檔。
安裝 Istio:
如要安裝最新版 Istio,請按照下列步驟操作:
curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -
如要安裝特定版本的 Istio,請按照下列步驟操作:
export ISTIO_VERSION=VERSION_NUMBER curl -L https://istio.io/downloadIstio | TARGET_ARCH=$(uname -m) sh -
將 VERSION_NUMBER 替換為要安裝的 Istio 版本。如要瞭解 Istio 版本,請參閱「版本公告」。
將
istioctl
指令列工具新增至 PATH:cd istio-* export PATH=$PWD/bin:$PATH
在叢集上安裝 Istio:
istioctl install --set profile="default" -y
這個步驟可能需要幾分鐘的時間。
等待 Istio Pod 準備就緒:
watch kubectl get pods -n istio-system
輸出結果會與下列內容相似:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE istio-ingressgateway-5c47bff876-wjm96 1/1 Running 0 2m54s istiod-5fc7cb65cd-k8cp4 1/1 Running 0 2m57s
當 Istio Pod 處於
Running
狀態時,請按下Ctrl+C
返回指令列。
部署範例應用程式
在本節中,您會使用 Bank of Anthos 範例應用程式,建立具有 mTLS 驗證的服務網格。
新增命名空間標籤,指示 Istio 啟用 Envoy 補充資訊 Proxy 的自動插入功能:
kubectl label namespace default istio-injection=enabled
部署範例應用程式:
cd .. git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/bank-of-anthos.git kubectl apply -f bank-of-anthos/extras/jwt/jwt-secret.yaml kubectl apply -f bank-of-anthos/kubernetes-manifests/
等待應用程式準備就緒:
watch kubectl get pods
輸出結果會與下列內容相似:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE accounts-db-0 2/2 Running 0 2m16s balancereader-5c695f78f5-x4wlz 2/2 Running 0 3m8s contacts-557fc79c5-5d7fg 2/2 Running 0 3m7s frontend-7dd589c5d7-b4cgq 2/2 Running 0 3m7s ledger-db-0 2/2 Running 0 3m6s ledgerwriter-6497f5cf9b-25c6x 2/2 Running 0 3m5s loadgenerator-57f6896fd6-lx5df 2/2 Running 0 3m5s transactionhistory-6c498965f-tl2sk 2/2 Running 0 3m4s userservice-95f44b65b-mlk2p 2/2 Running 0 3m4s
當 Pod 處於
Running
狀態時,請按下Ctrl+C
返回指令列。請查看下列資訊清單:
這個資訊清單會說明 Istio Gateway 和 VirtualService 資源,這些資源會公開應用程式,並將 Istio 做為 Ingress 控制器。
將資訊清單套用至叢集:
kubectl apply -f bank-of-anthos/extras/istio/frontend-ingress.yaml
設定 mTLS
Istio 預設會啟用相互傳輸層安全標準 (mTLS) 驗證。也就是說,Istio 會監控已遷移至 Istio Proxy 的伺服器工作負載,並自動設定用戶端 Proxy,與這些工作負載建立 mTLS 連線。此外,Istio 也會設定用戶端 Proxy,在連線至沒有 Sidecar Proxy 的工作負載時,不要使用 mTLS。
Istio 可將 mTLS 設為下列三種模式:
PERMISSIVE
:工作負載可接受 mTLS 和純文字流量。STRICT
:工作負載只接受 mTLS 流量。DISABLE
:mTLS 已停用。如要使用自己的安全解決方案,請使用這個模式。
您可以全域、依命名空間或依工作負載套用 mTLS 設定。在本教學課程中,您將使用 STRICT
mTLS 模式,為每個命名空間套用設定。
請查看下列資訊清單:
這個資訊清單說明對等互驗 Istio 自訂資源。
將資訊清單套用至叢集:
kubectl apply -f peer-authentication.yaml
如要進一步瞭解 Istio 中的 mTLS,請參閱相互傳輸層安全標準 (mTLS) 驗證。
確認已啟用 mTLS
Kiali 是 Istio 服務網格的網頁式可觀測性資訊主頁,可提供微服務環境的圖形檢視畫面,方便您監控及排解應用程式問題。您可以使用 Kiali 驗證 mTLS 驗證是否已啟用,且在 Istio 服務網格中正常運作。Kiali 需要 Prometheus 做為遙測資料來源。本教學課程會使用 Google Cloud Managed Service for Prometheus。
安裝查詢介面
建立 IAM 服務帳戶,並授予
roles/monitoring.viewer
,允許查詢介面存取指標:gcloud iam service-accounts create monitoring \ --display-name="Service account for query interface" gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \ --member "serviceAccount:monitoring@PROJECT_ID." \ --role roles/monitoring.viewer gcloud iam service-accounts add-iam-policy-binding \ monitoring@PROJECT_ID. \ --role roles/iam.workloadIdentityUser \ --member "serviceAccount:PROJECT_ID.[monitoring/default]"
建立 Kubernetes 命名空間:
kubectl create namespace monitoring
在命名空間中註解預設 Kubernetes 服務帳戶,以設定 Workload Identity Federation for GKE:
kubectl annotate serviceaccount -n monitoring default \ iam.gke.io/gcp-service-account=monitoring@PROJECT_ID. --overwrite
部署查詢介面工作負載:
kubectl -n monitoring apply -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/prometheus-engine/v0.7.1/examples/frontend.yaml
請查看下列資訊清單:
這份資訊清單說明
PodMonitoring
資源,用於收集 Istio 和 Envoy Proxy 指標。將資訊清單套用至叢集:
kubectl apply -f pod-monitorings.yaml
取得範例應用程式的連結:
INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}') echo "http://$INGRESS_HOST"
開啟連結即可查看範例應用程式。使用預設使用者名稱和密碼登入,在微服務之間產生流量。
安裝 Kiali
建議您使用 Kiali Operator 安裝 Kiali。
安裝 Kiali Operator:
helm repo add kiali https://kiali.org/helm-charts helm repo update helm install \ --namespace kiali-operator \ --create-namespace \ kiali-operator \ kiali/kiali-operator
請查看下列資訊清單:
這個資訊清單說明 Operator 自訂資源,用於定義 Kiali 伺服器。
將資訊清單套用至叢集:
kubectl apply -f kiali.yaml
等待 Kiali 伺服器準備就緒:
watch kubectl get pods -n istio-system
輸出結果會與下列內容相似:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE istio-ingressgateway-6845466857-92zp8 1/1 Running 0 9m11s istiod-6b47d84cf-4cqlt 1/1 Running 0 12m
當 Pod 處於
Running
狀態時,請按下Ctrl+C
返回指令列。在 Kiali 伺服器服務上設定通訊埠轉送,以便存取資訊主頁:
kubectl -n istio-system port-forward svc/kiali 8080:20001
開啟網頁預覽。在 Kiali 中,前往「Graph」部分,然後在「Display」下拉式選單中選取「Security」選項。這個檢視畫面會顯示圖中每個節點的安全狀態。如果節點顯示「已啟用 mTLS」徽章,表示該服務已啟用 mTLS;如果節點未顯示徽章,表示 mTLS 未啟用。