Ad esempio, Cloud Service Mesh: mTLS

In Cloud Service Mesh 1.5 e versioni successive, il protocollo TLS automatico reciproca (mTLS) è abilitato per impostazione predefinita. Con mTLS automatico, un proxy sidecar client rileva automaticamente se il server ha un file collaterale. Il sidecar 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 accettano sia il traffico di testo non crittografato che il traffico mTLS. Quando inserisci proxy collaterali nei tuoi pod, ti consigliamo di configurare anche i servizi in modo che accettino solo traffico mTLS.

Con Cloud Service Mesh, puoi applicare mTLS al di fuori del codice dell'applicazione applicando un singolo 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 reciproca

Costi

In questo documento vengono utilizzati 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 possono essere idonei a una prova senza costi aggiuntivi.

Al termine del tutorial, potrai evitare costi continui eliminando le risorse che hai creato. Per maggiori informazioni, vedi Pulizia.

Prima di iniziare

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

  • Installa Cloud Service Mesh su un cluster GKE ed esegui il deployment di un gateway in entrata. Se hai bisogno di configurare un cluster per questo tutorial, consulta la guida rapida di Cloud Service Mesh, che illustra:

    • Creazione di un cluster GKE.
    • Esegue il provisioning del mesh di servizi Cloud gestito.
    • Deployment di un gateway in entrata.
    • Esegui il deployment dell'applicazione di esempio Online Boutique dal repository anthos-service-mesh-packages, che viene modificato rispetto all'insieme originale di manifest nel repository microservices-demo. Seguendo le best practice, il deployment di ogni servizio viene eseguito in uno spazio dei nomi separato con un account di servizio univoco.

Accedi a Boutique online

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

    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 indirizzo IP esterno. L'applicazione di esempio include un servizio che funge da bilanciatore del carico, in modo da poterne eseguire il deployment 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 accedere alla boutique online anche utilizzando l'indirizzo IP esterno del gateway in entrata. Ottieni l'IP esterno del gateway. Sostituisci i segnaposto con le seguenti informazioni:

    • GATEWAY_SERVICE_NAME : il nome del servizio gateway in entrata. Se hai eseguito il deployment del gateway di esempio senza modifiche o se hai eseguito il deployment del gateway in entrata predefinito, il nome è istio-ingressgateway.
    • GATEWAY_NAMESPACE: lo spazio dei nomi in cui hai eseguito il deployment del gateway in entrata. Se hai eseguito il deployment del gateway in entrata predefinito, lo 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 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 creare il 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 tua richiesta viene eseguita correttamente con lo stato 200 perché, per impostazione predefinita, sono accettati sia il traffico TLS sia il traffico in testo non crittografato.

Abilita TLS reciproco per spazio dei nomi

Puoi applicare 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 nel file YAML configura i servizi in modo che accettino solo mTLS. Per impostazione predefinita, il valore mode è PERMISSIVE, che configura i servizi in modo che accettino sia il testo non crittografato che mTLS.

  2. Applica il criterio di autenticazione per configurare tutti i servizi di boutique online 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

    Output 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 visualizza il seguente errore:

    sito non raggiungibile

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

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

    mTLS reciproca

    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 il proxy lato server (il servizio frontend in questo esempio). Questo handshake include uno scambio di certificati. Questi certificati sono precaricati nei container proxy da Cloud Service Mesh.
    4. Il proxy gateway in entrata esegue un controllo di denominazione sicuro sul certificato del server, verificando che il server sia in esecuzione da un'identità autorizzata.
    5. Il gateway in entrata e i proxy server stabiliscono una connessione TLS reciproca e il proxy del server inoltra la richiesta al container delle applicazioni server (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 al 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 criteri, a seconda della configurazione, fai clic su Visualizza criterio o Abilita criterio. Si apre la dashboard di Policy Controller.

  4. Fai clic sulla scheda Violazioni.

  5. In Tipo di risorsa, seleziona la casella di controllo Pod. Mostra 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 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;

    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 a Online Boutique utilizzando l'indirizzo IP esterno del servizio frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina viene visualizzata come previsto.

  4. 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 viene eseguita correttamente con lo stato 200 perché, per impostazione predefinita, sono accettati sia il traffico TLS sia il traffico in testo non crittografato.

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

Abilita TLS reciproco per carico di lavoro

Per impostare un criterio PeerAuthentication per un carico di lavoro specifico, 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 carico di lavoro specifico. Nota come il seguente criterio utilizza etichette e selettori per scegliere come target il deployment di frontend specifico.

    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 servizio frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina non viene visualizzata perché il criterio frontend service è impostato su STRICT mTLS e il proxy sidecar blocca la richiesta.

  4. 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 e il codice di stato è 56.

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

    solo il servizio frontend è in formato mtls

  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 di testo non crittografato, 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 il protocollo 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 a Online Boutique utilizzando l'indirizzo IP esterno del servizio frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina non viene visualizzata.

  3. 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 e il codice di stato è 56.

  4. Elimina il criterio mesh-wide:

    kubectl delete peerauthentication -n istio-system mesh-wide

    Output 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 di Boutique online:

    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