Ad esempio, Cloud Service Mesh: mTLS


In Cloud Service Mesh 1.5 e versioni successive, il protocollo TLS mutuale automatico (mTLS automatico) è abilitato per impostazione predefinita. Con mTLS automatico, un proxy sidecar client rileva automaticamente se server ha un file collaterale. Il lato client invia mTLS ai carichi di lavoro con file collaterali e invia il testo non crittografato ai carichi di lavoro senza file collaterali. Tuttavia, tieni presente che i servizi accetta sia il traffico in testo non crittografato che il traffico mTLS. Quando inietti i proxy sidecar nei tuoi pod, ti consigliamo di configurare anche i tuoi servizi in modo che accettino solo traffico mTLS.

Con Cloud Service Mesh, puoi applicare mTLS al di fuori del codice dell'applicazione applicando un unico file YAML. Cloud Service Mesh ti offre la flessibilità di applicare un di autenticazione all'intero mesh di servizi, a uno spazio dei nomi o a un per ogni carico di lavoro.

mTLS reciproco

Costi

In questo documento utilizzi i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

Per generare una stima dei costi basata sull'utilizzo previsto, utilizza il Calcolatore prezzi. I nuovi utenti di Google Cloud potrebbero essere idonei per una prova gratuita.

Al termine del tutorial, puoi evitare i costi continui eliminando le risorse che hai creato. Per ulteriori informazioni, vedi Pulizia.

Prima di iniziare

Accedere alla boutique online

  1. Imposta il contesto corrente per kubectl sul cluster in cui hai eseguito il deployment di Online Boutique:

    gcloud container clusters get-credentials CLUSTER_NAME  \
        --project=PROJECT_ID \
        --zone=CLUSTER_LOCATION 
    
  2. Elenca i servizi nello spazio dei nomi frontend:

    kubectl get services -n frontend
    

    Nota che frontend-external è un LoadBalancer e ha un all'indirizzo IP esterno. L'applicazione di esempio include un servizio che è un bilanciatore del carico in modo che possa essere implementato su GKE senza Cloud Service Mesh.

  3. Visita l'applicazione nel browser utilizzando l'indirizzo IP esterno del servizio frontend-external:

    http://FRONTEND_EXTERNAL_IP/
    
  4. Cloud Service Mesh ti offre la possibilità di eseguire il deployment di un gateway in entrata. Puoi anche accedere alla Boutique online utilizzando l'indirizzo IP esterno del gateway di ingresso. Ottieni l'IP esterno del gateway. Sostituisci i segnaposto con le seguenti informazioni:

    • GATEWAY_SERVICE_NAME: il nome del servizio gateway di ingresso. Se hai eseguito il deployment del gateway di esempio senza modifiche o hai eseguito il deployment gateway in entrata predefinito, il nome è istio-ingressgateway.
    • GATEWAY_NAMESPACE: lo spazio dei nomi in cui hai eseguito il deployment il gateway in entrata. Se hai eseguito il deployment del gateway in entrata predefinito, è istio-system.
    kubectl get service GATEWAY_NAME -n GATEWAY_NAMESPACE
    
  5. Apri un'altra scheda del browser e visita l'applicazione utilizzando la Indirizzo IP esterno del gateway in entrata:

    http://INGRESS_GATEWAY_EXTERNAL_IP/
    
  6. Esegui questo comando per curl il servizio frontend con HTTP normale da un altro pod. Poiché i servizi si trovano in spazi dei nomi diversi, devi eseguire curl sul nome DNS del servizio frontend.

    kubectl exec \
      $(kubectl get pod -l app=productcatalogservice -n product-catalog -o jsonpath={.items..metadata.name}) \
      -c istio-proxy -n product-catalog -- \
      curl http://frontend.frontend.svc.cluster.local:80/ -o /dev/null -s -w '%{http_code}\n'
    

    La richiesta va a buon fine con lo stato 200, perché per impostazione predefinita sono accettati sia il traffico TLS sia il testo normale.

Attivare l'autenticazione TLS reciproca per ogni spazio dei nomi

Applicchi mTLS applicando un criterio PeerAuthentication con kubectl.

  1. Salva il seguente criterio di autenticazione come mtls-namespace.yaml.

    cat <<EOF > mtls-namespace.yaml
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "PeerAuthentication"
    metadata:
      name: "namespace-policy"
    spec:
      mtls:
        mode: STRICT
    EOF
    

    La riga mode: STRICT in YAML configura i servizi in modo che accettino solo mTLS. Per impostazione predefinita, il valore mode è PERMISSIVE e configura per accettare testo non crittografato e mTLS.

  2. Applica il criterio di autenticazione per configurare tutte le boutique online per accettare solo mTLS:

    for ns in ad cart checkout currency email frontend loadgenerator \
         payment product-catalog recommendation shipping; do
    kubectl apply -n $ns -f mtls-namespace.yaml
    done
    

    Risultato previsto:

    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created
    peerauthentication.security.istio.io/namespace-policy created

  3. Vai alla scheda del browser che accede a Online Boutique utilizzando l'indirizzo IP esterno del servizio frontend-external:

    http://FRONTEND_EXTERNAL_IP/
    
  4. Aggiorna la pagina. Il browser mostra il seguente errore:

    sito non raggiungibile

    L'aggiornamento della pagina causa l'invio del testo non crittografato al servizio frontend. A causa del criterio di autenticazione STRICT, il proxy sidecar blocca la richiesta al servizio.

  5. Vai alla scheda del browser che accede alla Boutique online utilizzando l'indirizzo IP esterno del istio-ingressgateway e aggiorna la pagina, che viene visualizzata correttamente. Quando accedi a Online Boutique utilizzando il gateway in entrata, la richiesta prende il seguente percorso:

    mTLS reciproco

    Flusso di autenticazione mTLS:

    1. Il browser invia una richiesta HTTP in testo non crittografato al server.
    2. Il container proxy del gateway in entrata intercetta la richiesta.
    3. Il proxy gateway in entrata esegue un handshake TLS con proxy lato server (il servizio frontend in questo esempio). Questo handshake include uno scambio di certificati. Questi certificati sono precaricati dei container proxy da Cloud Service Mesh.
    4. Il proxy del gateway in entrata esegue un controllo dei nomi sicuri sul certificato del server, verificando che il server sia in esecuzione con un'identità autorizzata.
    5. Il gateway in entrata e i proxy server stabiliscono un TLS reciproco e il proxy del server inoltra la richiesta al server di container di applicazioni (il servizio frontend).
  6. Esegui questo comando per curl il servizio frontend con HTTP normale da un altro pod.

    kubectl exec \
      $(kubectl get pod -l app=productcatalogservice -n product-catalog -o jsonpath={.items..metadata.name}) \
      -c istio-proxy -n product-catalog -- \
      curl http://frontend.frontend.svc.cluster.local:80/ -o /dev/null -s -w '%{http_code}\n'
    

    La tua richiesta non va a buon fine perché tutti i servizi di Boutique online sono impostati su STRICT mTLS e il proxy sidecar blocca la richiesta a il servizio.

    Output previsto:

    000
    command terminated with exit code 56

Visualizza stato mTLS

Puoi visualizzare lo stato delle funzionalità di sicurezza di GKE Enterprise, inclusi i criteri di autenticazione, nella console Google Cloud.

  1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Panoramica di GKE Enterprise.

    Vai alla panoramica

  2. Seleziona il progetto Google Cloud dall'elenco dei progetti nella barra dei menu.

  3. Nella scheda Stato criterio, a seconda della configurazione, fai clic su Visualizza criterio o Attiva criterio. Viene visualizzata la dashboard di Policy Controller.

  4. Fai clic sulla scheda Violazioni.

  5. In Tipo di risorsa, seleziona la casella di controllo Pod. Viene visualizzato un elenco di Pod che violano un criterio.

Trova ed elimina i criteri di autenticazione

  1. Per un elenco di tutti i criteri PeerAuthentication nel mesh di servizi:

    kubectl get peerauthentication --all-namespaces
    

    L'output è simile al seguente:

    NAMESPACE         NAME               MODE     AGE
    ad                namespace-policy   STRICT   17m
    cart              namespace-policy   STRICT   17m
    checkout          namespace-policy   STRICT   17m
    currency          namespace-policy   STRICT   17m
    email             namespace-policy   STRICT   17m
    frontend          namespace-policy   STRICT   17m
    loadgenerator     namespace-policy   STRICT   17m
    payment           namespace-policy   STRICT   17m
    product-catalog   namespace-policy   STRICT   17m
    recommendation    namespace-policy   STRICT   17m
    shipping          namespace-policy   STRICT   17m
    
  2. Elimina il criterio di autenticazione da tutte le boutique online spazi dei nomi:

    for ns in ad cart checkout currency email frontend loadgenerator payment \
      product-catalog recommendation shipping; do
        kubectl delete peerauthentication -n $ns namespace-policy
    done;
    

    Output previsto:

    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    peerauthentication.security.istio.io "namespace-policy" deleted
    
  3. Accedi alla boutique online utilizzando l'indirizzo IP esterno del servizio frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina viene visualizzata come previsto.

  4. Esegui il seguente comando per curl il servizio frontend con HTTP normale da un altro pod.

    kubectl exec \
      $(kubectl get pod -l app=productcatalogservice -n product-catalog -o jsonpath={.items..metadata.name}) \
      -c istio-proxy -n product-catalog -- \
      curl http://frontend.frontend.svc.cluster.local:80/ -o /dev/null -s -w '%{http_code}\n'
    

    La richiesta va a buon fine con lo stato 200, perché per impostazione predefinita sono accettati sia il traffico TLS sia il testo normale.

Se nella console Google Cloud aggiorni la pagina che mostra Carichi di lavoro, ora mostra che lo stato mTLS è Permissive.

Abilita TLS reciproco per carico di lavoro

Per impostare un criterio PeerAuthentication per un determinato carico di lavoro, devi configurare la sezione selector e specificare le etichette corrispondenti al carico di lavoro desiderato. Tuttavia, Cloud Service Mesh non può aggregare i criteri a livello di carico di lavoro per i messaggi in uscita Traffico mTLS verso un servizio. Devi configurare una regola di destinazione per gestire tale comportamento.

  1. Applica un criterio di autenticazione a un determinato carico di lavoro. Nota come il seguente criterio utilizza etichette e selettori per scegliere come target lo specifico frontend e deployment continuo.

    cat <<EOF | kubectl apply -n frontend -f -
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "PeerAuthentication"
    metadata:
      name: "frontend"
      namespace: "frontend"
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: frontend
      mtls:
        mode: STRICT
    EOF
    

    Output previsto:

    peerauthentication.security.istio.io/frontend created
  2. Configura una regola di destinazione corrispondente.

    cat <<EOF | kubectl apply -n frontend -f -
    apiVersion: "networking.istio.io/v1alpha3"
    kind: "DestinationRule"
    metadata:
      name: "frontend"
    spec:
      host: "frontend.demo.svc.cluster.local"
      trafficPolicy:
        tls:
          mode: ISTIO_MUTUAL
    EOF
    

    Output previsto:

    destinationrule.networking.istio.io/frontend created
  3. Accedi a Online Boutique utilizzando l'indirizzo IP esterno del frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina non perché frontend service è impostato su STRICT mTLS e il proxy sidecar blocca la richiesta.

  4. Esegui il seguente comando per curl il servizio frontend con HTTP normale da un altro pod.

    kubectl exec \
      $(kubectl get pod -l app=productcatalogservice -n product-catalog -o jsonpath={.items..metadata.name}) \
      -c istio-proxy -n product-catalog -- \
      curl http://frontend.frontend.svc.cluster.local:80/ -o /dev/null -s -w '%{http_code}\n'
    

    La richiesta non va a buon fine con il codice di stato 56.

    Se aggiorni la pagina della console Google Cloud che mostra l'elenco dei carichi di lavoro, ora viene visualizzato lo stato mTLS per il servizio frontend Strict e tutti gli altri servizi sono impostati su Permissive.

    solo il servizio frontend è mTLS in modalità restrittiva

  5. Elimina il criterio di autenticazione:

    kubectl delete peerauthentication -n frontend frontend
    

    Output previsto:

    peerauthentication.security.istio.io "frontend" deleted
    
  6. Elimina la regola di destinazione:

    kubectl delete destinationrule -n frontend frontend
    

    Output previsto:

    destinationrule.networking.istio.io "frontend" deleted
    

Applicazione di mTLS a livello di mesh

Per impedire a tutti i servizi nel mesh di accettare traffico in testo non cifrato, imposta un criterio PeerAuthentication a livello di mesh con la modalità mTLS impostata su STRICT. Il criterio PeerAuthentication a livello di mesh non deve avere un selettore e deve essere applicata nello spazio dei nomi principale, istio-system. Quando esegui il deployment del criterio, il piano di controllo esegue automaticamente il provisioning dei certificati TLS in modo che i carichi di lavoro possano autenticarsi tra loro.

  1. Applica mTLS a livello di mesh:

    kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "PeerAuthentication"
    metadata:
      name: "mesh-wide"
      namespace: "istio-system"
    spec:
      mtls:
        mode: STRICT
    EOF
    

    Output previsto:

    peerauthentication.security.istio.io/mesh-wide created

  2. Accedi alla boutique online utilizzando l'indirizzo IP esterno del servizio frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina non display.

  3. Esegui il seguente comando per curl il servizio frontend con HTTP normale da un altro pod.

    kubectl exec \
      $(kubectl get pod -l app=productcatalogservice -n product-catalog -o jsonpath={.items..metadata.name}) \
      -c istio-proxy -n product-catalog -- \
      curl http://frontend.frontend.svc.cluster.local:80/ -o /dev/null -s -w '%{http_code}\n'
    

    La tua richiesta non va a buon fine e il codice di stato è 56.

  4. Elimina il criterio mesh-wide:

    kubectl delete peerauthentication -n istio-system mesh-wide
    

    Risultato previsto:

    peerauthentication.security.istio.io "mesh-wide" deleted
    

    Se aggiorni la pagina nella console Google Cloud, vedrai che i dettagli di mTLS per tutti i servizi ora mostrano Permissive.

Esegui la pulizia

Per evitare che al tuo account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il progetto che contiene le risorse oppure mantieni il progetto ed elimina le singole risorse.

  • Se vuoi evitare addebiti aggiuntivi, elimina il cluster:

    gcloud container clusters delete  CLUSTER_NAME  \
        --project=PROJECT_ID \
        --zone=CLUSTER_LOCATION 
    
  • Se vuoi conservare il cluster e rimuovere l'esempio Online Boutique:

    1. Elimina gli spazi dei nomi dell'applicazione:
    kubectl delete -f online-boutique/kubernetes-manifests/namespaces
    

    Output previsto:

    namespace "ad" deleted
    namespace "cart" deleted
    namespace "checkout" deleted
    namespace "currency" deleted
    namespace "email" deleted
    namespace "frontend" deleted
    namespace "loadgenerator" deleted
    namespace "payment" deleted
    namespace "product-catalog" deleted
    namespace "recommendation" deleted
    namespace "shipping" deleted
    
    1. Elimina le voci di servizio:
    kubectl delete -f online-boutique/istio-manifests/allow-egress-googleapis.yaml
    

    Output previsto:

    serviceentry.networking.istio.io "allow-egress-googleapis" deleted
    serviceentry.networking.istio.io "allow-egress-google-metadata" deleted
    

Passaggi successivi