Cloud Service Mesh tramite esempi: mTLS

In Cloud Service Mesh 1.5 e versioni successive, il protocollo TLS mutuale automatico (mTLS automatico) è attivo per impostazione predefinita. Con mTLS automatico, un proxy sidecar client rileva automaticamente se il server ha un sidecar. Il sidecar client invia mTLS ai carichi di lavoro con sidecar e invia testo non cifrato ai carichi di lavoro senza sidecar. Tieni presente, tuttavia, che i servizi accettano sia il traffico in testo normale sia 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 criterio di autenticazione all'intero mesh di servizi, a uno spazio dei nomi o a un singolo carico di lavoro.

mTLS reciproco

Costi

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

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

Al termine di questo tutorial, puoi evitare costi ricorrenti eliminando le risorse che hai creato. Per ulteriori informazioni, vedi Pulizia.

Prima di iniziare

  • Verifica che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Cloud. Scopri come verificare che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto.

  • Installa Cloud Service Mesh su un cluster GKE e distribuisci un gateway di accesso. Se devi configurare un cluster per questo tutorial, consulta la guida rapida di Cloud Service Mesh, che illustra:

    • Crea un cluster GKE.
    • Esegue il provisioning di Cloud Service Mesh gestito.
    • Esegui il deployment di un gateway di ingresso.
    • Deployment dell'applicazione di esempio Online Boutique dal repository anthos-service-mesh-packages, che viene modificato dall'insieme originale di manifest nel microservices-demo repository. Seguendo le best practice, ogni servizio viene disegnato in un ambito distinto con un account di servizio univoco.

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

    Tieni presente che frontend-external è un LoadBalancer e ha un indirizzo IP esterno. L'applicazione di esempio include un servizio che funge da bilanciatore del carico in modo da poter 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 consente di eseguire il deployment di un gateway di ingresso. 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 se hai eseguito il deployment del gateway di ingresso predefinito, il nome è istio-ingressgateway.
    • GATEWAY_NAMESPACE: lo spazio dei nomi in cui hai disegnato il gateway di ingresso. Se hai implementato il gateway di ingresso predefinito, il nome dello spazio dei nomi è istio-system.
    kubectl get service GATEWAY_NAME -n GATEWAY_NAMESPACE

  5. Apri un'altra scheda del browser e visita l'applicazione utilizzando l'indirizzo IP esterno del gateway di ingresso:

    http://INGRESS_GATEWAY_EXTERNAL_IP/

  6. Esegui il seguente 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 ha esito positivo con lo stato 200, perché per impostazione predefinita sono accettati sia il traffico TLS sia il traffico in 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, mode è PERMISSIVE, il che configura i servizi in modo che accettino sia il testo non criptato sia mTLS.

  2. Applica il criterio di autenticazione per configurare tutti i servizi di Online Boutique in modo che accettino 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 comporta l'invio di testo non cifrato 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 di ingresso, la richiesta segue il seguente percorso:

    mTLS reciproco

    Flusso di autenticazione mTLS:

    1. Il browser invia una richiesta HTTP in testo normale al server.
    2. Il container proxy del gateway di ingresso intercetta la richiesta.
    3. Il proxy del gateway di ingresso esegue un handshake TLS con il proxy lato server (il servizio frontend in questo esempio). Questo handshake include uno scambio di certificati. Questi certificati vengono precaricati nei container proxy da Cloud Service Mesh.
    4. Il proxy del gateway in ingresso esegue un controllo dei nomi sicuri sul certificato del server, verificando che il server sia in esecuzione con un'identità autorizzata.
    5. Il gateway di ingresso e i proxy server stabiliscono una connessione TLS mutuale e il proxy server inoltra la richiesta al contenitore dell'applicazione server (il servizio frontend).

  6. 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 perché tutti i servizi Online Boutique sono impostati su STRICT mTLS e il proxy sidecar blocca la richiesta al servizio.

    Risultato previsto:

    000
command terminated with exit code 56

Visualizzare lo stato di 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.

Trovare ed eliminare 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 tutti gli spazi dei nomi di Boutique online:

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

    Risultato 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 ha esito positivo con lo stato 200, perché per impostazione predefinita sono accettati sia il traffico TLS sia il traffico in testo normale.

Se aggiorni la pagina della console Google Cloud che mostra l'elenco Carichi di lavoro, ora viene visualizzato lo stato mTLS 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 il traffico mTLS in uscita verso un servizio. Per gestire questo comportamento, devi configurare una regola di destinazione.

  1. Applica un criterio di autenticazione a un determinato carico di lavoro. Tieni presente che il seguente criterio utilizza etichette e selettori per scegliere come target la specifica implementazione frontend.

    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

    Risultato 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

    Risultato previsto:

    destinationrule.networking.istio.io/frontend created

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

    Risultato previsto:

    peerauthentication.security.istio.io "frontend" deleted

  6. Elimina la regola di destinazione:

    kubectl delete destinationrule -n frontend frontend

    Risultato 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 applicato 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

    Risultato 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 viene visualizzata.

  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 richiesta non va a buon fine con il codice di stato 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

    Risultato 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 del servizio:
    kubectl delete -f online-boutique/istio-manifests/allow-egress-googleapis.yaml

    Risultato previsto:

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

Passaggi successivi