Cloud Service Mesh tramite esempi: mTLS

In Cloud Service Mesh 1.5 e versioni successive, il protocollo TLS automatico reciproca (mTLS) è abilitato predefinito. Con mTLS automatico, un proxy sidecar client rileva automaticamente se server ha un file collaterale. 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 reciproca

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 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 guida rapida di Cloud Service Mesh, che ti guiderà attraverso:

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

Accedi a 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 di bilanciamento del carico per 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 consente di eseguire il deployment di un gateway di ingresso. Puoi e accedere alla Boutique online utilizzando l'indirizzo IP esterno del server gateway VPN ad alta disponibilità. 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 eseguito il deployment il gateway in entrata. 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, è necessario ricostruire 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 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

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 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

    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. Nel browser, vai alla scheda di accesso a Boutique online utilizzando il 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 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. Nel browser, vai alla scheda di accesso a Boutique online utilizzando il indirizzo IP esterno di istio-ingressgateway e aggiorna la pagina, che viene visualizzato correttamente. Quando accedi a Online Boutique utilizzando il gateway di ingresso, la richiesta segue il seguente percorso:

    mTLS reciproca

    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 prevede 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 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 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.

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

Se aggiorni la pagina della console Google Cloud che mostra l'elenco dei carichi di lavoro, ora viene visualizzato lo stato mTLS Permissive.

Attivare l'autenticazione TLS reciproca 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. Devi configurare una regola di destinazione per gestire tale comportamento.

  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 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

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

    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 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 applicata nello spazio dei nomi principale, istio-system. Quando esegui il deployment del criterio, di controllo del piano di controllo esegue automaticamente il provisioning dei certificati TLS in modo che i carichi di lavoro di autenticarsi reciprocamente.

  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 a Online Boutique utilizzando l'indirizzo IP esterno del frontend-external e aggiorna la pagina. La pagina non display.

  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 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

    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

    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

    Output previsto:

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

Passaggi successivi