Cilium Network Policy

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一、第三层配置示例

1. 基于Label的策略

使用busybox启动三个pod：box-a,box-b,box-c，测试a->b,c->b联通性

入口策略

配置基于label的策略：只允许a->b

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-to-b-allow"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: box-b
  ingress:
  - fromEndpoints:
    - matchLabels:
        app: box-a

以上配置使用了简单的入口规则来允许带有标签app=box-a的endpoint到带有标签app=box-b的endpoint的通信，其他的默认拒绝。即：b只允许a的流量通过，其他拒绝

配置允许所有的endpoints到app=box-b的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "all-to-b-allow"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: box-b
  ingress:
  - fromEndpoints:
    - {}

配置拒绝所有的endpoints到app=box-b的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "all-to-b-deny"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: box-b
  ingress:
  - {}

出口策略

配置基于label的策略，b只能到a

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-from-b-allow"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: box-b
  egress:
  - toEndpoints:
    - matchLabels:
        app: box-a

配置允许app=box-b到所有的endpoints的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-from-b-allow"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: box-b
  egress:
  - toEndpoints:
    - {}

配置拒绝app=box-b到所有的endpoints的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-from-b-allow"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: box-b
  egress:
  - {}

2. 基于Service的策略

配置允许app=httpbox-b的endpoint到default命名空间中的所有的serviceName=httpbox-a的endpoint的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "svc-a-from-b-allow"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-b
  egress:
  - toServices:
    - k8sService:
        serviceName: httpbox-a
        namespace: default

*配置之后没有达到预期效果，反而是httpbox-b到其他所有的通信都被拒绝了

3. 基于Entities的策略

Cilium基于entities的策略由fromEntities和toEntities来定义；

fromEntities用于描述那些类型的实体可以访问所选择的endpoint；

toEntities用于描述所选择的endpoint可以访问的那些类型的实体。

Cilium定义了下列实体类型：

• host：主机实体类型包括本地主机，还包括在本地主机上以host networking模式运行的所有容器；
• remote-node：除本地主机以外的集群中的其他主机。还包括其他节点上以host networking模式运行的所有容器；
• cluster：cluster是本地集群内所有network endpoints的逻辑组。这包括本地集群的所有Cilium-managed endpoints、本地集群中的unmanaged endpoints以及 host, remote-node和init类型；
• init：init类型包含引导阶段中尚未解析其安全身份的所有endpoints，通常只在非Kubernetes环境中观察到；
• health：运行状况健康的endpoints，用于检查群集连接状况。Cilium管理的每个节点都承载一个health endpoints；
• unmanaged：unmanaged表示不由Cilium管理的endpoints。Unmanaged endpoints被视为cluster的一部分，并包含在cluster实体中。
• world：world实体对应于cluster之外的所有endpoints，允许world实体等同于允许CIDR0.0.0.0/0。允许和拒绝world模式的另一种实现方式是基于DNS或CIDR的细粒度策略。
• all：所有已知cluster以及world的组合，并将所有通信列入白名单。

配置允许app=httpbox-a的endpoint到本地主机的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-to-host"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-a
  egress:
    - toEntities:
      - host

配置允许app=httpbox-a的endpoint只到集群中其他节点，不到本地主机的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-to-remote"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-a
  egress:
    - toEntities:
      - remote-node

配置只允许本地主机到app=httpbox-a的endpoint的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-from-host"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-a
  ingress:
    - fromEntities:
      - host

4. 基于IP/CIDR的策略

CIDR策略用于定义往返于不受Cilium管理的endpoints的策略，因此没有与之关联的标签。这些通常是运行在特定子网中的外部服务，VM或金属机。CIDR策略还可以用于限制对外部服务的访问，例如，将外部访问限制为特定的IP范围。CIDR策略可以在入口或出口应用。

如果Cilium无法将源或目的地映射到由labels定义的endpoints的身份，则CIDR适用于CIDR。例如，CIDR规则将适用于连接一侧为：

• 集群外的网络端点
• 运行Pod的主机网络名称空间。
• 在群集前缀内，但Cilium不提供IP网络。

相反，CIDR规则不适用于连接的两端都由Cilium管理或使用属于群集中某个节点的IP（包括主机联网Pod）的流量。如上所述，可以使用基于labels, services或者entities的策略来允许该流量。

Cilium CIDR定义了以下几种类型的策略

入口策略

• fromCIDR：允许与endpointSelector选择的所有endpoints进行通信的源prefixes/CIDR列表。

• fromCIDRSet：允许与endpointSelector所选择的所有endpoints进行通信的源prefixes/CIDR列表，但是这个列表中排除的部分子网是被禁止的。

出口策略

• toCIDR：允许与endpointSelector选择的endpoints进行通信的目标prefixes/CIDR列表 。需要注意的是，由一个fromEndpoints选择的endpoints将自动允许回复给相应的目标endpoints。

• toCIDRSet：允许与endpointSelector所选择的所有endpoints进行通信的目标prefixes/CIDR列表，但是这个列表中排除的部分子网是被禁止的。

定义一个允许到外部CIDR网段的通信

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-to-cidr"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-a
  egress:
  - toCIDR:
    - 114.114.114.114/32
  - toCIDRSet:
    - cidr: 223.0.0.0/8
      except:
      - 223.6.0.0/16

该策略定义了标签app=httpbox-a所选择的endpoints只能访问114.114.114.114/32这个IP，和223.0.0.0/8中除了223.6.0.0/16这个子网的其他IP地址。

配置CIDR策略前

策略未配置前

策略配置生效后

5. 基于DNS的策略

DNS策略用于为不受Cilium管理但具有DNS可查询域名的endpoints定义第3层策略。Cilium允许从DNS响应中提供的IP地址，其方式类似于基于CIDR的策略中的IP 。当远程IP可能更改或事先不知道时，或者DNS更方便时，它是一种替代方案。要对DNS请求本身实施策略，需要使用第七层的策略。

*需要注意的是，基于DNS的规则旨在用于外部连接，其行为类似于基于CIDR的规则。

定义一个使用DNS的策略，httpbox-a只能访问百度的域名和IP

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-to-baidu-dns"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-a
  egress:
    - toEndpoints:
      - matchLabels:
          "k8s:io.kubernetes.pod.namespace": kube-system
          "k8s:k8s-app": kube-dns
      toPorts:
        - ports:
           - port: "53"
             protocol: ANY
          rules:
            dns:
              - matchPattern: "*"
    - toFQDNs:
        - matchName: "www.baidu.com"

二、第四层配置示例

除了第3层策略外，还可以单独指定第4层的策略，它限制了endpoints使用特定协议在特定端口上收发数据包的能力。如果没有为endpoints指定第4层策略，则允许其在所有第4层端口和协议（包括ICMP）上发送和接收。如果指定了任何第4层策略，则ICMP将被阻止，除非它与该策略允许的连接相关。应用服务端口映射后，第4层策略将应用于端口。

1.Port

配置一个简单的示例，httpbox-b对其他的所有服务只开启8000端口

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "b-from-all-port"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-b
  ingress:
    - toPorts:
      - ports:
        - port: "8000"
          protocol: TCP

策略未配置前

策略配置后，可以看到ICMP报文已经被禁止

与labels相关的4层配置，该策略定义了标签app=httpbox-c所选择的endpoints才能访问httpbox-b的相应端口

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "b-from-c-port"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-b
  ingress:
  - fromEndpoints:
    - matchLabels:
        app: httpbox-c
    toPorts:
    - ports:
      - port: "8000"
        protocol: TCP

三、第七层配置示例

第7层策略规则嵌入第4层示例规则中，并且可以为入口和出口指定。L7Rules结构是是一个包含协议特定字段枚举的基本类型。

目前第七层策略支持的有HTTP\DNS\Kafka(测试阶段)。

需要注意的是当前每个endpoints最多支持40个端口在第七层策略上，以及不支持节点选择的策略。

1.HTTP

使用http类型的策略有以下字段可以选择：

• Path：与请求路径匹配的扩展POSIX正则表达式；
• Method：请求的方法，如GET，POST，PUT，PATCH，DELETE等；
• Host：与请求的主机header匹配的正则表达式，例如：foo.com;
• Headers：请求中存在的http header列表。

配置示例：允许GET /_cat

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "es-from-get"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: elasticsearch
      release: ess
  ingress:
  - toCIDR:
    - 10.11.92.33/32
    toPorts:
    - ports:
      - port: "9200"
        protocol: TCP
      rules:
        http:
        - method: "GET"
          path: "/_cat"

2.DNS

DNS策略可以通过以下方式应用：

• matchName：允许查询matchName完全匹配的域。多个不同的名称可能会包含在单独的matchName条目中，并且允许查询与matchName匹配的域；
• matchPattern：允许查询匹配matchPattern模式中的域，并考虑通配符。模式中域名允许由a-z，0-9 .和-这些字符组成；

注意事项：尽管可以在不使用任何其他第3层规则的情况下应用第7层DNS策略，但是第7层规则的存在将阻止其他的流量。

配置一个示例：httpbox-a只能访问baidu.com以及*.baidu.com

apiVersion: cilium.io/v2
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "a-to-baidu-only-dns"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: httpbox-a
  egress:
  - toEndpoints:
    - matchLabels:
       "k8s:io.kubernetes.pod.namespace": kube-system
       "k8s:k8s-app": kube-dns
    toPorts:
      - ports:
         - port: "53"
           protocol: ANY
        rules:
          dns:
            - matchName: "baidu.com"
            - matchPattern: "*.baidu.com"

  - toFQDNs:
      - matchName: "baidu.com"
      - matchPattern: "*.baidu.com"

3.Kafka(测试阶段)

Kafka策略可以定义的字段为：

• Role：支持两种类型的角色，produce和consume；
• APIKey：与请求的key匹配的不区分大小写的字符串，例如 produce, fetch ,createtopic, deletetopic，该字段与Role不兼容；
• APIVersion：允许的Kafka api版本，为空则允许所有版本；
• ClientID：请求中提供的客户端标识符；
• Topic：息中包含的主题名称。

apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
  name: "rule1"
spec:
  endpointSelector:
    matchLabels:
      app: kafka
  ingress:
  - fromEndpoints:
    - matchLabels:
        app: empire-hq
    toPorts:
    - ports:
      - port: "9092"
        protocol: TCP
      rules:
        kafka:
        - role: "produce"
          topic: "deathstar-plans"
        - role: "produce"
          topic: "empire-announce"

Cilium Network Policy

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原文地址：https://blog.51cto.com/lullaby/2534029