Aísla tus cargas de trabajo en grupos de nodos dedicados

Compartidos Estándar

En este documento, se explica cómo mejorar la seguridad y la administración de tu clúster de Kubernetes aislando las cargas de trabajo de contenedores en grupos de nodos dedicados en Google Distributed Cloud (GDC) con aislamiento de aire. Aislar tus cargas de trabajo te brinda un mayor control sobre tus Pods y reduce el riesgo de ataques de elevación de privilegios en tu clúster de Kubernetes. Para obtener más información sobre los beneficios y las limitaciones de los grupos de nodos dedicados, consulta la Descripción general del aislamiento de nodos.

Existen varios flujos de trabajo relacionados con el aislamiento de las cargas de trabajo de tu contenedor, incluidos los siguientes:

• Aplica un taint y una etiqueta a un grupo de nodos: Aplica un taint y una etiqueta a un grupo de nodos para que rechace los Pods, a menos que estén etiquetados específicamente para ejecutarse allí.

• Agrega una regla de tolerancia y afinidad de nodos: Aplica tolerancias y reglas a tus Pods para obligarlos a ejecutarse solo en el grupo de nodos designado.

• Verifica que la separación funcione: Confirma que tus grupos de nodos contaminados solo ejecuten los Pods que etiquetaste para que se ejecuten allí.

Estos flujos de trabajo están dirigidos a públicos como los administradores de TI dentro del grupo de administradores de la plataforma, que son responsables de administrar los grupos de nodos de un clúster de Kubernetes, y los desarrolladores de aplicaciones dentro del grupo de operadores de aplicaciones, que son responsables de administrar las cargas de trabajo de contenedores. Para obtener más información, consulta Públicos de la documentación de Google Distributed Cloud aislado.

Antes de comenzar

Para completar las tareas de este documento, debes solicitar los permisos necesarios y preparar tu entorno.

Solicita roles de IAM

Debes tener roles específicos para obtener los permisos que necesitas para aislar las cargas de trabajo de contenedores en tu clúster de Kubernetes. Los roles que necesitas dependen de si trabajas en un clúster compartido con alcance de organización o en un clúster estándar con alcance de proyecto. Para obtener más información, consulta Configuraciones de clústeres de Kubernetes.

Roles de clúster compartidos

Comunícate con el administrador de IAM de tu organización para solicitar los siguientes roles para marcar y etiquetar un grupo de nodos en un clúster compartido:

• Administrador del clúster de usuario (user-cluster-admin): Puede crear, borrar, editar o ver los recursos de un clúster compartido alojado en el servidor de la API de administración. Este rol proporciona acceso a los grupos de nodos del clúster compartido.

• Desarrollador de clúster de usuario (user-cluster-developer): Puede crear, borrar, editar o ver un clúster compartido. Este rol proporciona acceso a las APIs del plano de datos alojadas en el clúster compartido.

Estos roles no están vinculados a un espacio de nombres.

Roles de clúster estándar

Comunícate con el administrador de IAM del proyecto para solicitar los siguientes roles para marcar y etiquetar un grupo de nodos en un clúster estándar:

• Administrador del clúster (cluster-admin): Puede crear, borrar, editar o ver todos los recursos en un clúster estándar. Este rol proporciona acceso a las APIs del plano de datos alojadas en el clúster estándar que rigen los recursos del clúster.

• Cluster Developer (cluster-developer): Puede crear, borrar, editar o ver un clúster estándar. Este rol proporciona acceso a las APIs del plano de datos alojadas en el clúster estándar que rigen el clúster.

• Administrador de clústeres estándar (standard-cluster-admin): Puede crear, borrar, editar o ver los recursos de un clúster estándar alojado en el servidor de la API de administración. Este rol proporciona acceso a los grupos de nodos del clúster estándar.

Estos roles están vinculados al espacio de nombres de tu proyecto.

Prepara el entorno

Para ejecutar comandos en un clúster de Kubernetes con la API, asegúrate de tener los siguientes recursos:

• Accede y genera el archivo kubeconfig para el clúster de Kubernetes.

• Usa la ruta de acceso de kubeconfig del clúster de Kubernetes para reemplazar KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG en estas instrucciones.

• Accede y genera el archivo kubeconfig para el servidor de la API de administración.

• Usa la ruta de acceso de kubeconfig del servidor de la API de administración para reemplazar MANAGEMENT_API_SERVER en estas instrucciones.

• Elige un nombre específico para el taint de nodo y la etiqueta de nodo que deseas usar para los grupos de nodos dedicados. Por ejemplo, workloadType=untrusted.

Aplica un taint y una etiqueta a un grupo de nodos nuevo

Cuando aplicas un taint o una etiqueta a un grupo de nodos nuevo, todos los nodos, incluidos los que se agreguen más adelante, obtendrán automáticamente los taints y las etiquetas especificados. No puedes quitar una marca o etiqueta de un grupo de nodos después de que se aplica.

Nota: Para aplicar un aislamiento o una etiqueta a un grupo de nodos existente, debes aplicar el cambio de forma manual a cada nodo existente. Los taints y las etiquetas no se propagan automáticamente a todos los nodos de un grupo de nodos existente. Para obtener más información, consulta Cómo aplicar una marca y una etiqueta a un grupo de nodos existente.

Para agregar un taint y una etiqueta a un grupo de nodos nuevo, completa los siguientes pasos:

1. Edita directamente la sección nodePools del recurso personalizado Cluster cuando crees el grupo de nodos:

   nodePools:
     # Several lines of code are omitted here.
     - machineTypeName: n2-standard-2-gdc
       name: nodepool-1
       nodeCount: 3
       taints:
       - key: "TAINT_KEY"
         value: "TAINT_VALUE"
         effect: "TAINT_EFFECT"
       labels:
         LABEL_KEY: LABEL_VALUE
   

   Reemplaza lo siguiente:

   • TAINT_KEY: Es la parte de la clave de taint del par clave-valor asociado con una programación de TAINT_EFFECT. Por ejemplo, workloadType.
   • TAINT_VALUE: Es la parte del valor de taint del par clave-valor asociado con una programación de TAINT_EFFECT. Por ejemplo, untrusted.
   • TAINT_EFFECT: Uno de los siguientes valores de efecto:
     • NoSchedule: Los Pods que no toleran este taint no se programan en el nodo. Los Pods existentes no se desalojan del nodo.
     • PreferNoSchedule: Kubernetes evita la programación de Pods que no toleran este taint en el nodo.
     • NoExecute: El Pod se desaloja del nodo si ya se está ejecutando en este. No se programa en el nodo si aún no se está ejecutando en él.
   • LABEL_KEY: LABEL_VALUE: Son los pares clave-valor para las etiquetas de nodo, que corresponden a los selectores que especificas en los manifiestos de cargas de trabajo.

2. Aplica el recurso Cluster para crear el grupo de nodos nuevo:

   kubectl apply -f cluster.yaml --kubeconfig MANAGEMENT_API_SERVER
   

   Reemplaza MANAGEMENT_API_SERVER por la ruta de acceso al kubeconfig del servidor de la API zonal en el que se aloja el clúster de Kubernetes.

Aplica un taint y una etiqueta a un grupo de nodos existente

Para aplicar un taint o una etiqueta a un grupo de nodos existente, debes aplicar los cambios a cada nodo existente. No puedes actualizar de forma dinámica la configuración de los grupos de nodos.

No puedes quitar una marca o etiqueta de un grupo de nodos después de que se aplican.

Para agregar un taint y una etiqueta a un grupo de nodos existente, completa los siguientes pasos:

1. Enumera los nodos del grupo de nodos dedicados:

   kubectl get node --kubeconfig KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG \
       -l baremetal.cluster.gke.io/node-pool=NODE_POOL_NAME
   

   Reemplaza las siguientes variables:

   • KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG: Es la ruta de acceso a kubeconfig del clúster de Kubernetes.
   • NODE_POOL_NAME: Es el nombre de tu grupo de nodos dedicados.

   Toma nota del ID de cada nodo del grupo de nodos en el resultado.

2. Para cada nodo del grupo de nodos, aplica los taint:

   kubectl taint nodes NODE_ID \
       TAINT_KEY=TAINT_VALUE:TAINT_EFFECT \
       --kubeconfig KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG
   

   Reemplaza las siguientes variables:

   • NODE_ID: Es el ID del nodo trabajador en el grupo de nodos dedicado.
   • TAINT_KEY=TAINT_VALUE: Es un par clave-valor asociado con una programación de TAINT_EFFECT. Por ejemplo, workloadType=untrusted.
   • TAINT_EFFECT: Uno de los siguientes valores de efecto:
     • NoSchedule: Los Pods que no toleran este taint no se programan en el nodo. Los Pods existentes no se desalojan del nodo.
     • PreferNoSchedule: Kubernetes evita la programación de Pods que no toleran este taint en el nodo.
     • NoExecute: El Pod se desaloja del nodo si ya se está ejecutando en este. No se programa en el nodo si aún no se está ejecutando en él.
   • KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG: Es la ruta de acceso a kubeconfig del clúster de Kubernetes.

3. Para cada nodo del grupo de nodos, aplica las etiquetas que corresponden a los selectores que definirás en tus cargas de trabajo de contenedores:

   kubectl label NODE_ID \
       LABEL_KEY:LABEL_VALUE \
       --kubeconfig KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG
   

   Reemplaza las siguientes variables:

   • NODE_ID: Es el ID del nodo trabajador en el grupo de nodos dedicado.
   • LABEL_KEY:LABEL_VALUE: Son los pares clave-valor para las etiquetas de nodo, que corresponden a los selectores que especificas en los manifiestos de cargas de trabajo.
   • KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG: Es la ruta de acceso a kubeconfig del clúster de Kubernetes.

Agrega una regla de tolerancia y afinidad de nodos

Después de aplicar un taint al grupo de nodos dedicado, ninguna carga de trabajo puede programarlo, a menos que tenga una tolerancia correspondiente al taint que agregaste. Agrega la tolerancia a la especificación de tus cargas de trabajo para permitir que esos Pods se programen en tu grupo de nodos con taints.

Si etiquetaste el grupo de nodos dedicado, también puedes agregar una regla de afinidad de nodos para indicarle a GDC que solo programe tus cargas de trabajo en ese grupo de nodos.

Para configurar tu carga de trabajo de contenedor para que se ejecute en el grupo de nodos dedicado, completa los siguientes pasos:

1. Agrega las siguientes secciones a la sección .spec.template.spec de tu archivo de manifiesto de carga de trabajo del contenedor, como un recurso personalizado Deployment:

   tolerations:
   - key: TAINT_KEY
     operator: Equal
     value: TAINT_VALUE
     effect: TAINT_EFFECT
   affinity:
     nodeAffinity:
       requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
         nodeSelectorTerms:
         - matchExpressions:
           - key: LABEL_KEY
             operator: In
             values:
             - "LABEL_VALUE"
   

   Reemplaza lo siguiente:

   • TAINT_KEY: La clave de taint que aplicaste al grupo de nodos dedicado.
   • TAINT_VALUE: Es el valor de taint que aplicaste a tu grupo de nodos dedicado.
   • TAINT_EFFECT: Uno de los siguientes valores de efecto:
     • NoSchedule: Los Pods que no toleran este taint no se programan en el nodo. Los Pods existentes no se desalojan del nodo.
     • PreferNoSchedule: Kubernetes evita la programación de Pods que no toleran este taint en el nodo.
     • NoExecute: El Pod se desaloja del nodo si ya se está ejecutando en este. No se programa en el nodo si aún no se está ejecutando en él.
   • LABEL_KEY: Es la clave de etiqueta de nodo que aplicaste a tu grupo de nodos dedicado.
   • LABEL_VALUE: Es el valor de la etiqueta de nodo que aplicaste a tu grupo de nodos dedicado.

   Por ejemplo, el siguiente recurso Deployment agrega una tolerancia para el taint workloadType=untrusted:NoExecute y una regla de afinidad de nodos para la etiqueta de nodo workloadType=untrusted:

   kind: Deployment
   apiVersion: apps/v1
   metadata:
     name: my-app
     namespace: default
     labels:
       app: my-app
   spec:
     replicas: 1
     selector:
       matchLabels:
         app: my-app
     template:
       metadata:
         labels:
           app: my-app
       spec:
         tolerations:
         - key: workloadType
           operator: Equal
           value: untrusted
           effect: NoExecute
         affinity:
           nodeAffinity:
             requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
               nodeSelectorTerms:
               - matchExpressions:
                 - key: workloadType
                   operator: In
                   values:
                   - "untrusted"
         containers:
         - name: my-app
           image: harbor-1.org-1.zone1.google.gdc.test/harborproject/my-app
           ports:
           - containerPort: 80
         imagePullSecrets:
         - name: SECRET
   

2. Actualiza tu carga de trabajo de contenedor:

   kubectl apply -f deployment.yaml -n NAMESPACE \
       --kubeconfig KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG
   

   Reemplaza las siguientes variables:

   • NAMESPACE: Es el espacio de nombres de tu carga de trabajo de contenedor. En el caso de los clústeres compartidos, debe ser un espacio de nombres del proyecto. En el caso de los clústeres estándares, puede ser cualquier espacio de nombres.
   • KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG: Es la ruta de acceso a kubeconfig del clúster de Kubernetes.

GDC vuelve a crear los Pods afectados. La regla de afinidad de nodos fuerza a los Pods al grupo de nodos dedicado que creaste. La tolerancia solo permite que se coloquen esos Pods en los nodos.

Verifica que la separación funcione

Verifica que los Pods que designaste se estén ejecutando en el grupo de nodos etiquetado.

• Enumera los Pods en el espacio de nombres determinado:

  kubectl get pods -o=wide -n NAMESPACE \
      --kubeconfig KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG
  

  Reemplaza las siguientes variables:

  • NAMESPACE: Es el espacio de nombres de tu carga de trabajo de contenedor. En el caso de los clústeres compartidos, debe ser un espacio de nombres del proyecto. En el caso de los clústeres estándares, puede ser cualquier espacio de nombres.
  • KUBERNETES_CLUSTER_KUBECONFIG: Es la ruta de acceso a kubeconfig del clúster de Kubernetes.

  El resultado es similar al siguiente:

  pod/kube-abc-12tyuj
  pod/kube-abc-39oplef
  pod/kube-abc-95rzkap
  

  Confirma que tus cargas de trabajo se ejecuten en el grupo de nodos dedicado.

¿Qué sigue?

• Cargas de trabajo de contenedores en GDC
• Implementa una aplicación en contenedores con alta disponibilidad
• Cargas de trabajo de Kubernetes para HA