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Istio安全-授权(实操三)

开发技术 开发技术 3周前 (09-01) 22次浏览

Istio安全-授权

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  • Istio安全-授权
    • 授权HTTP流量
      • 为使用HTTP流量的负载配置访问控制
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      • 配置TCP负载的访问控制
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    • 使用JWT进行授权
      • 部署
      • 使用有效的JWT和列表类型的claims允许请求
      • 卸载
      • 总结
      • 参考
    • 使用deny action的授权策略
      • 部署
      • 明确拒绝一个请求
      • 总结
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    • 授权ingress Gateway
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    • 授权策略信任域迁移
      • 部署
      • 不使用信任域别名迁移信任域
      • 使用信任域别名迁移信任域
      • 最佳实践
      • 卸载

授权HTTP流量

本节展示如何在istio网格中授权HTTP流量。

部署Bookinfo。由于下例在策略中使用了principal和namespace,因此需要启用mutual TLS。

为使用HTTP流量的负载配置访问控制

本任务展示了如何使用istio的授权设置访问控制。首先,使用简单的deny-all策略拒绝所有到负载的请求,然后增量地授权到负载的访问。

下面使用kubernetes的service account授权istio网格中的HTTP访问

  1. default命名空间中创建deny-all策略。该策略没有selector字段,将会应用到default命名空间中的所有负载上。sepc:字段为空{},意味着禁止所有的流量。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: deny-all
      namespace: default #禁止任何对default命名空间中的负载的访问
    spec:
      {}
    EOF
    

    刷新Boofinfo productpage的页面,可以看到错误RBAC: access denied,即deny-all策略已经生效,且istio没有其他规则允许流量访问网格中的负载。

  2. 执行如下命令创建一个 productpage-viewer 允许使用GET方法访问productpage负载。该策略并没有设置from字段,意味着允许所有用户和工作负载进行访问:

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "AuthorizationPolicy"
    metadata:
      name: "productpage-viewer"
      namespace: default
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: productpage #允许对default命名空间中的负载productpage的GET访问
      rules:
      - to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
    EOF
    

    再次刷新Boofinfo productpage的页面,此时可以看到Bookinfo Sample页面,但该页面同时也显示了如下错误:

    • Error fetching product details
    • Error fetching product reviews

    这些错误符合预期,因为并没给productpage负载授权访问detailsreviews负载。下面,需要配置一个策略来授权访问这些负载。

  3. 执行如下命令创建details-viewer策略来允许productpage负载使用 cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage service account发起GET请求访问details

    productpage的deployment中可以看到它使用了service account bookinfo-productpage

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "AuthorizationPolicy"
    metadata:
      name: "details-viewer"
      namespace: default
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: details
      rules:
      - from:
        - source:
            principals: ["cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage"] #允许使用default命名空间中的sa bookinfo-productpage访问details
        to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
    EOF
    
  4. 执行如下命令创建reviews-viewer策略来允许productpage负载使用 cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage service account发起GET请求访问reviews

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "AuthorizationPolicy"
    metadata:
      name: "reviews-viewer"
      namespace: default
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: reviews
      rules:
      - from:
        - source:
            principals: ["cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage"] #允许使用default命名空间中的sa bookinfo-productpage访问reviews,信任域为cluster.local
        to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
    EOF
    

    刷新Bookinfo productpage,可以在Bookinfo Sample页面的左边看到Book Details,并在页面右侧看到Book Reviews,但在Book Reviews一栏可以看到错误Ratings service currently unavailable

    这是因为reviews负载没有权限访问ratings负载。为了解决这个问题, 需要授权reviews负载访问ratings负载。下面配置一个策略来授权reviews负载进行访问。

  5. 运行下面命令创建策略ratings-viewer来允许reviews负载使用 cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-reviews service account发起GET请求访问ratings

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "AuthorizationPolicy"
    metadata:
      name: "ratings-viewer"
      namespace: default
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: ratings
      rules:
      - from:
        - source:
            principals: ["cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-reviews"]
        to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
    EOF
    

    刷新Bookinfo productpage页面,可以在Book Reviews一栏中看到黑色和红色的ratings信息。

卸载

$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/deny-all
$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/productpage-viewer
$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/details-viewer
$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/reviews-viewer
$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/ratings-viewer

授权TCP流量

本节展示如何授权istio网格中的TCP流量。

部署

  • 在同一个命名空间foo中部署两个名为sleeptcp-echo的负载,两个负载都允许了Envoy代理。tcp-echo负载监听端口9000,9001和9002,并回显收到的所有带有前缀hello的流量。例如,如果发送"world"到tcp-echo,则会响应"hello world"。tcp-echo kubernetes service对象仅声明端口9000和9001,并忽略端口9002。pass-through过滤器将处理端口9002的流量。使用如下命令部署命名空间和负载:

    openshift注意创建NetworkAttachmentDefinition

    $ kubectl create ns foo
    $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/tcp-echo/tcp-echo.yaml) -n foo
    $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo
    
  • 使用如下命令校验sleep可以通过9000和9001端口连接tcp-echo

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    hello port 9000
    connection succeeded
    
    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    hello port 9001
    connection succeeded
    
  • 校验sleep可以连接tcp-echo的9002端口。此时需要通过tcp-echo的pod IP发送流量,这是因为tcp-echo的kubernetes service对象中并没有定义9002端口。获取pod IP并使用如下命令发送请求:

    # TCP_ECHO_IP=$(kubectl get pod "$(kubectl get pod -l app=tcp-echo -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -n foo -o jsonpath="{.status.podIP}")
    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c "echo "port 9002" | nc $TCP_ECHO_IP 9002" | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    [root@bastion istio-1.7.0]# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c "echo "port 9002" | nc $TCP_ECHO_IP 9002" | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    hello port 9002
    connection succeeded
    

    可以看到tcp-echo的k8s service仅暴露了9000和9001端口:

    # oc get svc -n foo
    NAME       TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
    sleep      ClusterIP   10.84.92.66    <none>        80/TCP              4m31s
    tcp-echo   ClusterIP   10.84.85.246   <none>        9000/TCP,9001/TCP   4m32s
    

配置TCP负载的访问控制

  1. foo命名空间中的tcp-echo负载创建tcp-policy授权策略,运行如下命令创建一个授权策略,允许到9000和9001的请求:

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: tcp-policy
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: tcp-echo #对匹配标签的负载允许到端口9000/9001的访问
      action: ALLOW
      rules:
      - to:
        - operation:
           ports: ["9000", "9001"]
    EOF
    
  2. 使用如下命令校验允许到9000的访问

    此时即使没有上面的策略,到9000/9001的访问都是允许的。因为istio默认使用宽容模式,区别是如果该服务暴露的不止9000/9001端口,那么其他端口是无法访问的。

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    hello port 9000
    connection succeeded
    
  3. 使用如下命令校验允许到9001的访问

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    hello port 9001
    connection succeeded
    
  4. 校验到9002的请求是拒绝的。这是由授权策略执行的,该策略也适用于pass through过滤器链,即使tcp-echo kubernetes service对象没有明确声明该port。

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c "echo "port 9002" | nc $TCP_ECHO_IP 9002" | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    command terminated with exit code 1
    connection rejected
    
  5. 使用如下命令将策略更新为仅在9000端口上允许HTTP的GET方法

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: tcp-policy
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: tcp-echo
      action: ALLOW
      rules:
      - to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
            ports: ["9000"]
    EOF
    
  6. 校验到9000的端口的请求被拒绝了。这是因为此时规则仅允许HTTP格式的TCP流量。istio会忽略无效的ALLOW规则。最终结果是由于请求不匹配任何ALLOW规则,而被被拒绝。执行如下命令进行校验:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    connection rejected
    
  7. 校验到9001的请求被拒绝了。原因同样是因为请求并没有匹配任何ALLOW规则

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    connection rejected
    
  8. 使用如下命令将策略更新为DENY,拒绝到9000的请求(当然此时其他端口会走默认的宽容模式)

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: tcp-policy
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: tcp-echo
      action: DENY
      rules:
      - to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
            ports: ["9000"]
    EOF
    
  9. 校验到9000端口的请求被拒绝。它与上面无效的ALLOW规则(istio忽略了整个规则)不同,istio忽略了仅支持HTTP的字段methods,但使用了ports,导致匹配到这个端口的请求被拒绝:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    connection rejected
    
  10. 校验到端口9001的请求是允许的,这是因为请求并不匹配DENY策略的ports字段

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    hello port 9001
    connection succeeded
    

卸载

$ kubectl delete namespace foo

action字段中的默认值为ALLOW,且ALLOW中的规则的关系是AND,而DENY中的规则的关系是OR

使用JWT进行授权

本任务展示如何设置istio授权策略来执行基于JSON Web Token(JWT)的访问。Istio授权策略同时支持字符串类型和字符串列表类型的JWT claims。

部署

foo命名空间中部署部署两个负载:httpbinsleep。两个负载都运行了Envoy代理。使用如下命令进行部署:

$ kubectl create ns foo
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo

校验可以使用sleep连接httpbin

$ kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl http://httpbin.foo:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
200

使用有效的JWT和列表类型的claims允许请求

  1. 使用如下命令在foo命名空间中为httpbin负载创建jwt-example请求认证策略。该策略会让httpbin负载接受一个由testing@secure.istio.io发布的JWT。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    kind: "RequestAuthentication"
    metadata:
      name: "jwt-example"
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
      jwtRules:
      - issuer: "testing@secure.istio.io"
        jwksUri: "https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.7/security/tools/jwt/samples/jwks.json"
    EOF
    

    jwksUri为开放公钥的接口地址,用于获取公钥,进而对token进行校验

  2. 校验带无效JWT的请求被拒绝了:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer invalidToken" -w "%{http_code}n"
    401
    
  3. 校验不带JWT的请求是允许的,因为此时没有配置授权策略

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    200
    
  4. 下面命令会给foo命名空间中的httpbin负载创建require-jwt授权策略。该策略会要求所有的请求都必须包含一个有效的JWT(requestPrincipaltesting@secure.istio.io/testing@secure.istio.io)。Istio通过将JWT token的isssub与一个/分隔符组合来构造requestPrincipal

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: require-jwt
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
      action: ALLOW
      rules:
      - from:
        - source:
           requestPrincipals: ["testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io"]
    EOF
    
  5. 获取key为isssub,且值(testing@secure.istio.io)相同的JWT。这会导致istio生成属性requestPrincipal,对应值为 testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io:

    # TOKEN=$(curl https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.7/security/tools/jwt/samples/demo.jwt -s) && echo "$TOKEN" | cut -d '.' -f2 - | base64 --decode -
    {"exp":4685989700,"foo":"bar","iat":1532389700,"iss":"testing@secure.istio.io","sub":"testing@secure.istio.io"}
    
  6. 校验带有效JWT的请求是允许的:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer $TOKEN" -w "%{http_code}n"
    200
    
  7. 校验带无效JWT的请求被拒绝:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    
  8. 如下命令会更新require-jwt授权策略,要求JWT具有一个名为groups的claim,且置为group1

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: require-jwt
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
      action: ALLOW
      rules:
      - from:
        - source:
           requestPrincipals: ["testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io"]
        when:
        - key: request.auth.claims[groups]
          values: ["group1"]
    EOF
    
  9. 获取将 groups claim设置为字符串列表的JWT: group1group2:

    # TOKEN_GROUP=$(curl https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.7/security/tools/jwt/samples/groups-scope.jwt -s) && echo "$TOKEN_GROUP" | cut -d '.' -f2 - | base64 --decode -
    {"exp":3537391104,"groups":["group1","group2"],"iat":1537391104,"iss":"testing@secure.istio.io","scope":["scope1","scope2"],"sub":"testing@secure.istio.io"}
    
  10. 校验在请求的JWT的groups claim中带group1是允许的:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer $TOKEN_GROUP" -w "%{http_code}n"
    200
    
  11. 校验请求的JWT中没有groups claim是被拒绝的

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer $TOKEN" -w "%{http_code}n"
    403
    

卸载

$ kubectl delete namespace foo

总结

RFC 7519.定义了JWT token的格式。Istio的JWT认证流程使用了OAuth 2.0 和OIDC 1.0,可以使用jwks字段或jwksUri字段标识公钥的提供方。

AuthorizationPolicy rule 规则中与 JWT 相关的字段包括:

field sub field JWT claims
from.source requestPrincipals iss/sub
from.source notRequestPrincipals iss/sub
when.key request.auth.principal iss/sub
when.key request.auth.audiences aud
when.key request.auth.presenter azp
when.key request.auth.claims[key] JWT 全部属性

参考

  1. 基于OIDC实现istio来源身份验证
  2. JWT 授权
  3. JWT Claims

使用deny action的授权策略

本节将展示如何授权istio授权策略来拒绝istio网格中的HTTP流量。

部署

部署sleep应用并校验连通性:

$ kubectl create ns foo
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo
# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl http://httpbin.foo:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
200

明确拒绝一个请求

  1. 下面命令会为foo命名空间中的httpbin负载创建deny-method-get授权策略。策略会对满足rules字段中的条件的请求执行DENY action。下面例子会拒绝使用GET方法的请求

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: deny-method-get
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
      action: DENY
      rules:
      - to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
    EOF
    
  2. 校验GET请求被拒绝:

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    
  3. 校验允许POST请求

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/post" -X POST -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    200
    
  4. 更新deny-method-get授权策略,只有当HTTP首部x-token的值不为admin时才会拒绝GET请求。下面例子将notValues字段设置为["admin"]来拒绝首部字段不为admin的请求。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: deny-method-get
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
      action: DENY
      rules:
      - to:
        - operation:
            methods: ["GET"]
        when:
        - key: request.headers[x-token]
          notValues: ["admin"]
    EOF
    
  5. 校验当HTTP首部字段为x-token: admin时是允许的

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -H "x-token: admin" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    200
    
  6. 校验当HTTP首部字段为x-token: guest时是拒绝的

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -H "x-token: guest" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    
  7. 下面命令会创建allow-path-ip授权策略来允许请求通过/ip路径访问httpbin负载。通过在action字段设置ALLOW实现

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: allow-path-ip
      namespace: foo
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
      action: ALLOW
      rules:
      - to:
        - operation:
            paths: ["/ip"]
    EOF
    
  8. 校验HTTP首部为x-token: guest且路径为/ip的GET请求仍然被deny-method-get策略拒绝

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/ip" -X GET -H "x-token: guest" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    
  9. 校验HTTP首部为x-token: admin 且路径为/ip的GET请求仍然被allow-path-ip策略允许

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/ip" -X GET -H "x-token: admin" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    200
    
  10. 校验HTTP首部为x-token: admin 且路径为/get的GET请求仍然被拒绝,因为不匹配 allow-path-ip策略

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -H "x-token: admin" -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    

总结

本节主要展示了授权中的action字段的用法:DENY总是优先于ALLOW,且ALLOW中的规则的关系是AND,而DENY中的规则的关系是OR

卸载

$ kubectl delete namespace foo

授权ingress Gateway

本节展示如何在istio ingress网关上使用授权策略配置访问控制。

istio授权策略支持基于IP的allow/deny列表,以及先前由Mixer策略支持的基于属性的allow/deny列表。Mixer策略已经在1.5版本中被废弃,不建议生产使用。

部署

foo命名空间中部署一个httpbin负载,使用istio ingress网关暴露该服务:

$ kubectl create ns foo
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin-gateway.yaml) -n foo

通过设置externalTrafficPolicy:local来更新ingress网关,使用以下命令在ingress网关上保留原始客户端的源IP。更多参见 Source IP for Services with Type=NodePort

使用externalTrafficPolicy:local时,kube-proxy仅会将请求代理到本地endpoint,不会跨节点。如果没有匹配的endpoint,则该会丢弃该报文,此时会保留报文的原始源IP地址(跨节点会使用SNAT将报文原始源IP地址修改为本节点地址)。

$ kubectl patch svc istio-ingressgateway -n istio-system -p '{"spec":{"externalTrafficPolicy":"Local"}}'

获取INGRESS_HOSTINGRESS_PORT

$ export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].nodePort}')
$ export INGRESS_HOST=$(kubectl get po -l istio=ingressgateway -n istio-system -o jsonpath='{.items[0].status.hostIP}')

校验可以通过ingress网关访问httbin负载

# curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
200

使用如下命令的输出来保证ingress网关接收到了原始客户端的源IP地址,该地址将会在授权策略中使用:

# CLIENT_IP=$(curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/ip -s | grep "origin" | cut -d'"' -f 4) && echo "$CLIENT_IP"
172.20.127.78

基于IP的allow列表和deny列表

  1. 下面命令会为istio ingress网关创建授权策略ingress-policy。下面策略中的action字段为ALLOW,允许ipBlocks字段指定的IP地址访问ingress网关。不在该列表中的IP地址会被拒绝。ipBlocks支持单IP地址和CIDR:

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: ingress-policy
      namespace: istio-system
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: istio-ingressgateway
      action: ALLOW
      rules:
      - from:
        - source:
           ipBlocks: ["1.2.3.4", "5.6.7.0/24"] #允许访问网关的源地址IP列表
    EOF
    
  2. 校验到ingress网关的请求被拒绝了

    # curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    
  3. 更新ingress-policy,在ALLOW IP地址列表中包含客户端的IP地址

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: ingress-policy
      namespace: istio-system
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: istio-ingressgateway
      action: ALLOW
      rules:
      - from:
        - source:
           ipBlocks: ["1.2.3.4", "5.6.7.0/24", "$CLIENT_IP"]
    EOF
    
  4. 校验到ingress网关的请求变为允许

    # curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    200
    
  5. 更新 ingress-policy授权策略,将action设置为DENY,将客户端地址设置到ipBlocks字段中,此时对ingress的源地址为$CLIENT_IP的访问将会被拒绝:

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: ingress-policy
      namespace: istio-system
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: istio-ingressgateway
      action: DENY
      rules:
      - from:
        - source:
           ipBlocks: ["$CLIENT_IP"]
    EOF
    
  6. 校验到ingress网关的请求被拒绝

    # curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    

卸载

$ kubectl delete namespace foo
$ kubectl delete authorizationpolicy ingress-policy -n istio-system

总结

从上面可以看出,在用法上,对ingress网关的授权策略和对其他istio网关内部的服务的授权策略并没有什么不同。

授权策略信任域迁移

本节展示如何在不修改授权策略的前提下进行信任域的迁移。

在istio 1.4中,引入了一个alpha特性来支持对授权策略的信任域的迁移,即如果一个istio网格需要改变其信任域时,则不需要手动修改授权策略。在istio中,如果一个负载运行在foo命名空间中,使用的service account为bar,系统的信任域为my-td,则负载的身份标识为 spiffe://my-td/ns/foo/sa/bar。默认情况下,istio网格的信任域为cluster.local(除非在安装时指定了其他域)。

部署

  1. 使用用户信任域安装istio,并启用mutual TLS

    # istioctl install -f cni-annotations.yaml --set values.global.istioNamespace=istio-system --set values.gateways.istio-egressgateway.enabled=true  --set meshConfig.accessLogFile="/dev/stdout"  --set values.global.trustDomain=old-td
    
  2. default命名空间中部署httpbin,并在defaultsleep-allow命名空间中部署sleep

    $ kubectl label namespace default istio-injection=enabled
    $ kubectl apply -f samples/httpbin/httpbin.yaml
    $ kubectl apply -f samples/sleep/sleep.yaml
    $ kubectl create namespace sleep-allow
    $ kubectl label namespace sleep-allow istio-injection=enabled
    $ kubectl apply -f samples/sleep/sleep.yaml -n sleep-allow
    
  3. 配置如下授权策略,拒绝除sleep-allow命名空间中的sleep外的对httpbin的请求。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    kind: AuthorizationPolicy
    metadata:
      name: service-httpbin.default.svc.cluster.local
      namespace: default
    spec:
      rules:
      - from:
        - source:
            principals:
            - old-td/ns/sleep-allow/sa/sleep #只有sleep-allow命名空间中的sleep才能访问httpbin服务
        to:
        - operation:
            methods:
            - GET
      selector:
        matchLabels:
          app: httpbin
    ---
    EOF
    

校验default中的sleephttpbin的请求,该请求被拒绝

# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
403

校验sleep-allow中的sleephttpbin的请求,该请求被允许

# kubectl exec "$(kubectl -n sleep-allow get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n sleep-allow -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
200

不使用信任域别名迁移信任域

  1. 使用新的信任域安装istio,现在istio网格的信任域为new-td

    # istioctl install -f cni-annotations.yaml --set values.global.istioNamespace=istio-system --set values.gateways.istio-egressgateway.enabled=true  --set meshConfig.accessLogFile="/dev/stdout"  --set values.global.trustDomain=new-td
    
  2. 重新部署httpbin和sleep,使其接收来自新的istio控制面的变更

    $ kubectl delete pod --all
    $ kubectl delete pod --all -n sleep-allow
    
  3. 校验defaultsleep-allow命名空间的sleephttpbin的请求都被拒绝了

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    # kubectl exec "$(kubectl -n sleep-allow get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n sleep-allow -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    

    这是因为在授权策略中拒绝除使用old-td/ns/sleep-allow/sa/sleep身份标识的所有请求,即sleep-allow命名空间中的sleep应用使用的老标识。当迁移到一个新的信任域new-td之后,该sleep应用的标识变为了new-td/ns/sleep-allow/sa/sleep,与授权策略不匹配。因此sleep-allow命名空间中的sleephttpbin就被拒绝了。在istio 1.4之前需要手动修改授权策略来使之正常工作,现在有了更加方便的方式。

    迁移信任域,不使用信任域别名

使用信任域别名迁移信任域

  1. 使用新的信任域和信任域别名安装istio

    # cat cni-annotations.yaml
    apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
    kind: IstioOperator
    spec:
      components:
        cni:
          enabled: true
          namespace: kube-system
      values:
        meshConfig:
          trustDomain: new-td
          trustDomainAliases:
            - old-td
          certificates:
            - secretName: dns.example1-service-account
              dnsNames: [example1.istio-system.svc, example1.istio-system]
            - secretName: dns.example2-service-account
              dnsNames: [example2.istio-system.svc, example2.istio-system]
        cni:
          excludeNamespaces:
           - istio-system
           - kube-system
          chained: false
          cniBinDir: /var/lib/cni/bin
          cniConfDir: /etc/cni/multus/net.d
          cniConfFileName: istio-cni.conf
        sidecarInjectorWebhook:
          injectedAnnotations:
            "k8s.v1.cni.cncf.io/networks": istio-cni
    
  2. 不修改任何授权策略,校验到httpbin的请求

    default命名空间中的sleep到httpbin的请求被拒绝

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    403
    

    sleep-allow命名空间中的sleep到httpbin的请求被允许

    # kubectl exec "$(kubectl -n sleep-allow get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n sleep-allow -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}n"
    200
    

最佳实践

从istio 1.4开始,当编写授权策略时,需要使用cluster.local作为策略的信任域,例如cluster.local/ns/sleep-allow/sa/sleep。注意,上面情况下,cluster.local并不是istio网格的信任域(信任域为old-td)。但是在授权策略中,cluster.local是一个指向当前信任域的指针,即old-td (或后面的 new-td)。通过在授权策略中使用cluster.local,当迁移到一个新的信任域时,istio会探测并将新的信任域与就的信任域一视同仁,而无需使用别名。

按照上面的说法,将创建的授权策略的principals字段修改为cluster.local/ns/sleep-allow/sa/sleep,重新测试连通性,可以得到与使用别名相同的结果。

卸载

$ kubectl delete authorizationpolicy service-httpbin.default.svc.cluster.local
$ kubectl delete deploy httpbin; kubectl delete service httpbin; kubectl delete serviceaccount httpbin
$ kubectl delete deploy sleep; kubectl delete service sleep; kubectl delete serviceaccount sleep
$ kubectl delete namespace sleep-allow
$ istioctl manifest generate --set profile=demo -f td-installation.yaml | kubectl delete --ignore-not-found=true -f -
$ rm ./td-installation.yaml

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