Automatizza la gestione dei certificati TLS per il gateway in entrata Cloud Service Mesh utilizzando Certificate Authority Service

Questo tutorial mostra agli operatori della piattaforma come utilizzare l'emittente Certificate Authority Service (CA Service) per lo strumento cert-manager per automatizzare la gestione dei certificati TLS per il gateway in entrata Cloud Service Mesh. I certificati consentono al gateway in entrata di terminare il traffico HTTPS e altro traffico TLS e mTLS proveniente dai client nel tuo Virtual Private Cloud (VPC), ma al di fuori del mesh di servizi. Il tutorial presuppone una familiarità di base con Kubernetes e i certificati TLS.

Introduzione

Cloud Service Mesh esegue il provisioning dei certificati TLS per ogni workload nel mesh di servizi. Questi certificati consentono la comunicazione crittografata e autenticata reciprocamente TLS (mTLS) tra i workload nella rete mesh di servizi. Una delle CA supportate emette e firma i certificati.

Tuttavia, Cloud Service Mesh non esegue automaticamente il provisioning dei certificati per il gateway in entrata per il traffico che entra nel mesh di servizi. Una soluzione comune è utilizzare lo strumento open source cert-manager per automatizzare la gestione dei certificati del gateway in entrata.

Lo strumento cert-manager richiede certificati a un emittente, che rappresenta un'autorità di certificazione (CA). CA Service è un servizioGoogle Cloud che ti consente di creare una CA privata. Lo strumento cert-manager può richiedere certificati al servizio CA utilizzando l'emittente esterna per il servizio CA open source.

Una CA privata può emettere certificati TLS che autenticano e criptano il traffico all'interno di una rete interna. I gateway in entrata di Cloud Service Mesh sono spesso configurati per consentire il traffico in entrata dai client che si trovano all'interno del VPC, ma al di fuori del mesh di servizi. Per il traffico di rete interno, puoi utilizzare una CA privata nel servizio CA per emettere certificati per il gateway in entrata.

Questo tutorial mostra come configurare lo strumento cert-manager e l'emittente CA Service per automatizzare il provisioning e il rinnovo dei certificati TLS per il gateway in entrata. Lo strumento cert-manager esegue il provisioning dei certificati come risorse Kubernetes Secret di tipo TLS. Quando lo strumento cert-manager rinnova un certificato, aggiorna la risorsa Secret con un nuovo certificato. Il gateway in entrata esegue il proxy Envoy e supporta il servizio di rilevamento dei secret (SDS) di Envoy. SDS consente al gateway in entrata di iniziare a utilizzare un nuovo certificato senza richiedere a un amministratore di riavviare o ricaricare il processo.

I proxy sidecar che fanno parte del mesh possono ottenere certificati TLS da Certificate Authority Service o dall'autorità di certificazione Cloud Service Mesh. In questo tutorial, utilizzi il servizio CA per i certificati proxy sidecar e gateway ingress. In questo modo puoi utilizzare una CA principale per tutti i certificati TLS.

Il seguente diagramma mostra le risorse di cui esegui il provisioning in questo tutorial. Esegui il provisioning di un bilanciatore del carico di rete passthrough interno per il gateway in entrata. Il bilanciatore del carico di rete passthrough interno non è un proxy, quindi non termina le connessioni TCP né esegue handshake TLS. Invece, indirizza le connessioni ai pod del deployment istio-ingressgateway.

Il secret hello-example-com-credential contiene un certificato e una chiave privata. Il gateway hello configura i pod del deployment istio-ingressgateway in modo che utilizzino questo certificato e la chiave privata per eseguire handshake TLS per le richieste con il nome host hello.example.com.

mtls management with ca service

I pod del deployment google-cas-issuer nello spazio dei nomi cert-manager richiedono certificati alla CA che crei in CA Service. Crea un binding dei criteri Identity and Access Management che consente ai pod ca-service-isser di rappresentare un account di servizio Google utilizzando Workload Identity Federation for GKE. Concedi a questo account di servizio Google l'autorizzazione a richiedere certificati alla tua CA nel servizio CA creando un binding della policy IAM nel tuo pool di CA.

Obiettivi

Costi

Questo tutorial utilizza 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 potrebbero essere idonei a usufruire di una prova senza costi.

Al termine di questo tutorial, puoi evitare l'addebito di costi ricorrenti eliminando le risorse create. Per ulteriori informazioni, consulta Esegui la pulizia.

Prima di iniziare

  1. Nella console Google Cloud , vai alla pagina di selezione del progetto e poi seleziona o crea un progetto.

  2. Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud .

  3. Nella console Google Cloud , vai a Cloud Shell.

    Nella parte inferiore della console Google Cloud si apre una sessione di Cloud Shell e viene visualizzato un prompt della riga di comando. Utilizzi Cloud Shell per eseguire tutti i comandi di questo tutorial.

  4. Imposta il progetto della console Google Cloud che vuoi utilizzare per questo tutorial:

    gcloud config set core/project PROJECT_ID

    Sostituisci PROJECT_ID con l'ID progetto del tuo progetto Cloud.

    Nella finestra di dialogo Autorizza Cloud Shell, fai clic su Autorizza. Se fai clic su Autorizza, consenti ai comandi gcloud che esegui in Cloud Shell di utilizzare le tue credenziali utente per l'autenticazione alle API di Google.

  5. Abilita le API Resource Manager, GKE, GKE Fleet, autorità di certificazione Cloud Service Mesh e CA Service:

    gcloud services enable \
    cloudresourcemanager.googleapis.com \
    container.googleapis.com \
    gkehub.googleapis.com \
    meshca.googleapis.com \
    privateca.googleapis.com

Configura CA Service

In questa sezione, crei una CA radice e due CA subordinate in CA Service. Una CA subordinata emette certificati per il gateway ingress e l'altra CA subordinata emette certificati per i proxy sidecar nel mesh.

Per semplicità, in questo tutorial utilizzi lo stesso progetto per il cluster GKE e per le CA radice e subordinate. Nel tuo ambiente, puoi utilizzare un progetto diverso per il cluster GKE e le CA.

  1. In Cloud Shell, crea un pool di CA da utilizzare per la CA radice:

    gcloud privateca pools create ROOT_CA_POOL \
    --location CA_LOCATION \
    --tier enterprise
    • ROOT_CA_POOL è il nome del pool di CA. Ad esempio, root-ca-pool-tutorial.
    • CA_LOCATION è la posizione del pool di CA. Ad esempio, us-central1.

    Puoi elencare le località del servizio CA disponibili utilizzando questo comando: gcloud privateca locations list

  2. Crea e attiva una CA radice:

    gcloud privateca roots create ROOT_CA \
    --auto-enable \
    --key-algorithm ec-p384-sha384 \
    --location CA_LOCATION \
    --pool ROOT_CA_POOL \
    --subject "CN=Example Root CA, O=Example Organization" \
    --use-preset-profile root_unconstrained
    • ROOT_CA è il nome che vuoi utilizzare per la CA radice. Ad esempio, root-ca-tutorial.

  3. Crea un pool di CA da utilizzare per la CA subordinata che emette certificati per il gateway in entrata:

    gcloud privateca pools create SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --tier devops
    • SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS è il nome del pool di CA. Ad esempio, subordinate-ca-mtls-pool-gateways-tutorial.

  4. Crea e abilita la CA subordinata che emette certificati per il gateway di ingresso:

    gcloud privateca subordinates create SUBORDINATE_CA_GATEWAYS \
    --auto-enable \
    --issuer-location CA_LOCATION \
    --issuer-pool ROOT_CA_POOL \
    --key-algorithm ec-p256-sha256 \
    --location CA_LOCATION \
    --pool SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --subject "CN=Example Gateway mTLS CA, O=Example Organization" \
    --use-preset-profile subordinate_mtls_pathlen_0
    • SUBORDINATE_CA_GATEWAYS è il nome che vuoi utilizzare per la CA subordinata. Ad esempio, subordinate-ca-mtls-gateways-tutorial.
    • Il flag --use-preset-profile configura la CA secondaria in modo che utilizzi il profilo del certificato mTLS secondario. Questo profilo consente alla CA subordinata di emettere certificati TLS client e server per mTLS.

    Se vuoi che il gateway in entrata utilizzi TLS semplice anziché mTLS, la CA subordinata deve emettere solo certificati TLS server. In questo caso, puoi utilizzare il profilo del certificato TLS server subordinato (subordinate_server_tls_pathlen_0).

  5. Crea un criterio di emissione di certificati:

    cat << EOF > policy.yaml
baselineValues:
  keyUsage:
    baseKeyUsage:
      digitalSignature: true
      keyEncipherment: true
    extendedKeyUsage:
      serverAuth: true
      clientAuth: true
  caOptions:
    isCa: false
identityConstraints:
  allowSubjectPassthrough: false
  allowSubjectAltNamesPassthrough: true
  celExpression:
    expression: subject_alt_names.all(san, san.type == URI && san.value.startsWith("spiffe://PROJECT_ID.svc.id.goog/ns/") )
EOF

    Questo criterio di emissione vincola le CA a emettere certificati solo per i workload nel mesh.

  6. Crea un pool di CA da utilizzare per la CA subordinata che emette certificati per i proxy sidecar nel mesh. Applica la policy di emissione al pool di CA:

    gcloud privateca pools create SUBORDINATE_CA_POOL_SIDECARS \
 --issuance-policy policy.yaml \
 --location CA_LOCATION \
 --tier devops
    • SUBORDINATE_CA_POOL_SIDECARS è il nome del pool di CA. Ad esempio, subordinate-ca-mtls-pool-sidecars-tutorial.

  7. Crea e abilita la CA subordinata che emette certificati per i proxy sidecar nel mesh:

    gcloud privateca subordinates create SUBORDINATE_CA_SIDECARS \
    --auto-enable \
    --issuer-location CA_LOCATION \
    --issuer-pool ROOT_CA_POOL \
    --key-algorithm ec-p256-sha256 \
    --location CA_LOCATION \
    --pool SUBORDINATE_CA_POOL_SIDECARS \
    --subject "CN=Example Sidecar mTLS CA, O=Example Organization" \
    --use-preset-profile subordinate_mtls_pathlen_0
    • SUBORDINATE_CA_GATEWAYS è il nome che vuoi utilizzare per la CA subordinata. Ad esempio, subordinate-ca-mtls-sidecars-tutorial.

Crea un cluster Google Kubernetes Engine

  1. In Cloud Shell, crea un cluster GKE:

    gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
    --enable-ip-alias \
    --num-nodes 4 \
    --release-channel regular \
    --scopes cloud-platform \
    --workload-pool PROJECT_ID.svc.id.goog \
    --zone ZONE

    Sostituisci CLUSTER_NAME con il nome che vuoi utilizzare per il cluster. Ad esempio, asm-ingress-cert-manager-ca-service.

    Sostituisci ZONE con la zona che vuoi utilizzare per il cluster. Ad esempio, us-central1-f.

    Tieni presente quanto segue in merito al comando:

    • Il flag --release-channel seleziona il canale di rilascio GKE per il cluster.
    • Sia Cloud Service Mesh che l'emittente CA Service per lo strumento cert-manager richiedono l'impostazione dell'ambito cloud-platform sui nodi del cluster.
    • L'argomento --workload-pool abilita Workload Identity Federation for GKE, che consente al account di servizio Kubernetes dell'emittente del servizio CA di rappresentare un account di servizio Google. Questa rappresentazione significa che i pod emittenti del servizio CA possono accedere all'API CA Service senza scaricare un file di chiavi per il account di servizio Google.

  2. Concedi le autorizzazioni di amministratore del cluster al tuo account utente:

    kubectl create clusterrolebinding cluster-admin-binding \
    --clusterrole cluster-admin \
    --user $(gcloud config get-value core/account)

    Per creare le regole di controllo controllo dell'accesso basato sui ruoli (RBAC) per Cloud Service Mesh e installare lo strumento cert-manager, devi disporre delle autorizzazioni fornite da ClusterRole cluster-admin di Kubernetes.

Installa il control plane di Anthos Service Mesh

In questo tutorial, installi Cloud Service Mesh gestito per un cluster GKE su Google Cloud, con tutte le risorse in un unico progetto. Nel tuo ambiente, puoi applicare la soluzione descritta in questo documento utilizzando Cloud Service Mesh gestito o un control plane in-cluster.

Cloud Service Mesh offre una gamma di opzioni di installazione per diversi scenari. Dopo aver completato questo tutorial, ti consigliamo di esaminare la guida all'installazione per selezionare l'opzione più adatta al tuo ambiente.

  1. In Cloud Shell, scarica lo strumento di installazione asmcli:

    curl --location --output asmcli https://storage.googleapis.com/csm-artifacts/asm/asmcli_1.19

chmod +x asmcli

    Utilizzi asmcli per installare il control plane di Cloud Service Mesh.

  2. Installa il control plane Cloud Service Mesh:

    ./asmcli install \
    --ca gcp_cas \
    --ca_pool projects/PROJECT_ID/locations/CA_LOCATION/caPools/SUBORDINATE_CA_POOL_SIDECARS \
    --cluster_location ZONE \
    --cluster_name CLUSTER_NAME \
    --enable_all \
    --enable_registration \
    --fleet_id PROJECT_ID \
    --managed \
    --output_dir asm-files \
    --project_id PROJECT_ID \
    --verbose

    L'installazione richiede diversi minuti. Al termine dell'installazione, viene visualizzato il seguente output:

    asmcli: Successfully installed ASM.

Installa il gateway in entrata

  1. In Cloud Shell, crea uno spazio dei nomi Kubernetes per il gateway ingress:

    kubectl create namespace GATEWAY_NAMESPACE
    • GATEWAY_NAMESPACE è il nome dello spazio dei nomi che vuoi utilizzare per il gateway in entrata. Ad esempio, istio-ingress.

  2. Prenota un indirizzo IP interno statico da utilizzare per il bilanciatore del carico di rete passthrough interno del gateway in entrata:

    LOAD_BALANCER_IP=$(gcloud compute addresses create \
    asm-ingress-gateway-ilb \
    --region REGION \
    --subnet default \
    --format 'value(address)')
    • Sostituisci REGION con la regione che contiene la zona o le zone utilizzate dai nodi del cluster GKE. Ad esempio, se il tuo cluster utilizza la zona us-central1-f, sostituisci REGION con us-central1.

    Questo comando riserva un indirizzo IP dalla subnet predefinita nella regione che specifichi.

  3. Crea un manifest dell'operatore per il gateway in entrata:

    cat << EOF > ingressgateway-operator.yaml
apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
kind: IstioOperator
metadata:
  name: ingressgateway-operator
  annotations:
    config.kubernetes.io/local-config: "true"
spec:
  profile: empty
  revision: asm-managed
  components:
    ingressGateways:
    - name: istio-ingressgateway
      namespace: GATEWAY_NAMESPACE
      enabled: true
      k8s:
        overlays:
        - apiVersion: apps/v1
          kind: Deployment
          name: istio-ingressgateway
          patches:
          - path: spec.template.metadata.annotations
            value:
              inject.istio.io/templates: gateway
          - path: spec.template.metadata.labels.sidecar\.istio\.io/inject
            value: "true"
          - path: spec.template.spec.containers[name:istio-proxy]
            value:
              name: istio-proxy
              image: auto
        service:
          loadBalancerIP: $LOAD_BALANCER_IP
        serviceAnnotations:
          networking.gke.io/load-balancer-type: Internal
          networking.gke.io/internal-load-balancer-allow-global-access: "true"
EOF

    Tieni presente quanto segue in merito al manifesto dell'operatore:

  4. Crea il manifest di installazione del gateway in entrata utilizzando il manifest dell'operatore e lo strumento istioctl che lo script asmcli ha scaricato quando hai installato il control plane:

    ./asm-files/istioctl manifest generate \
    --filename ingressgateway-operator.yaml \
    --output ingressgateway

  5. Installa il gateway in entrata:

    kubectl apply --recursive --filename ingressgateway/

Installa lo strumento cert-manager

  1. In Cloud Shell, scarica e applica il manifest di installazione dello strumento cert-manager:

    CERT_MANAGER_VERSION=v1.5.4

curl --location --output cert-manager.yaml "https://github.com/jetstack/cert-manager/releases/download/${CERT_MANAGER_VERSION}/cert-manager.yaml"

kubectl apply --filename cert-manager.yaml

    L'installazione dello strumento cert-manager richiede circa un minuto.

Installa il controller dell'emittente del servizio CA

Il controller dell'emittente del servizio CA consente allo strumento cert-manager di richiedere certificati utilizzando il servizio CA. Il controller utilizza il meccanismo di estensione emittente esterna dello strumento cert-manager.

  1. In Cloud Shell, crea un service account Google:

    gcloud iam service-accounts create CAS_ISSUER_GSA \
    --display-name "CA Service issuer for cert-manager"
    • CAS_ISSUER_GSA è il nome del service account Google. Ad esempio, cert-manager-ca-service-issuer.

    Il controller emittente del servizio di certificazione utilizza questo service account Google per l'autenticazione alle API Certificate Authority Service.

  2. Crea un binding dei criteri Identity and Access Management che consenta all'account di servizio Google del controller emittente di Certificate Authority Service di richiedere certificati dal pool di CA che contiene la tua CA secondaria:

    gcloud privateca pools add-iam-policy-binding SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --member "serviceAccount:CAS_ISSUER_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
    --role roles/privateca.certificateRequester

  3. Scarica il manifest di installazione del controller emittente di Certificate Authority Service:

    CAS_ISSUER_VERSION=v0.5.3

curl --location --output ca-service-issuer.yaml "https://github.com/jetstack/google-cas-issuer/releases/download/${CAS_ISSUER_VERSION}/google-cas-issuer-${CAS_ISSUER_VERSION}.yaml"

  4. Crea un binding dei criteri IAM per consentire al account di servizio Kubernetes ksa-google-cas-issuer nello spazio dei nomi cert-manager di impersonare il account di servizio Google (GSA) utilizzando Workload Identity Federation for GKE:

    gcloud iam service-accounts add-iam-policy-binding \
 CAS_ISSUER_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com \
    --member "serviceAccount:PROJECT_ID.svc.id.goog[cert-manager/ksa-google-cas-issuer]" \
    --role roles/iam.workloadIdentityUser

    I pod del controller emittente CA Service utilizzano il account di servizio Kubernetes ksa-google-cas-issuer.

  5. Installa il controller dell'emittente del servizio CA nel tuo cluster GKE:

    kubectl apply --filename ca-service-issuer.yaml

  6. Aggiungi l'annotazione Workload Identity Federation for GKE iam.gke.io/gcp-service-account al account di servizio Kubernetes utilizzato dai pod del controller dell'emittente del servizio CA:

    kubectl annotate serviceaccount ksa-google-cas-issuer --namespace cert-manager \
   "iam.gke.io/gcp-service-account=CAS_ISSUER_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com"

    Questa annotazione comunica a GKE che il service account Kubernetes può rappresentare il account di servizio Google per accedere alle API di Google.

Crea un'autorità di certificazione

  1. In Cloud Shell, crea e applica un manifest GoogleCASIssuer:

    cat << EOF > gateway-cas-issuer.yaml
apiVersion: cas-issuer.jetstack.io/v1beta1
kind: GoogleCASIssuer
metadata:
  name: gateway-cas-issuer
  namespace: GATEWAY_NAMESPACE
spec:
  caPoolId: SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS
  location: CA_LOCATION
  project: PROJECT_ID
EOF

kubectl apply --filename gateway-cas-issuer.yaml

    L'emittente consente allo strumento cert-manager di eseguire il provisioning dei certificati dal pool di CA subordinate nello spazio dei nomi del gateway in entrata

Deployment di un'applicazione di esempio

In questa sezione verifichi che lo strumento cert-manager possa utilizzare l'emittente CA Service per ottenere certificati da CA Service. Per la verifica, esegui il deployment di un'applicazione di esempio con una configurazione di routing delle richieste e un certificato per il gateway in entrata.

  1. In Cloud Shell, crea uno spazio dei nomi per le risorse dell'applicazione di esempio:

    cat << EOF > sample-app-namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: APP_NAMESPACE
  annotations:
    mesh.cloud.google.com/proxy: '{"managed":"true"}'
  labels:
    istio.io/rev: asm-managed
EOF

kubectl apply --filename sample-app-namespace.yaml
    • APP_NAMESPACE è il nome dello spazio dei nomi per l'applicazione di esempio. Ad esempio, sample-app.

    L'annotazione mesh.cloud.google.com/proxy attiva il piano di controllo gestito per lo spazio dei nomi.

    L'etichetta istio.io/rev: asm-managed seleziona il canale di rilascio regolare per il data plane gestito nello spazio dei nomi dell'applicazione di esempio. Modifica il valore di questa etichetta se utilizzi i canali di rilascio rapido o stabile.

  2. Crea una risorsa di tipo Deployment per l'applicazione di esempio:

    cat << EOF > deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello
  namespace: APP_NAMESPACE
  labels:
    app: hello
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: hello
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello
    spec:
      containers:
      - image: gcr.io/google-samples/hello-app:1.0
        name: hello-app
        ports:
        - containerPort: 8080
EOF

kubectl apply --filename deployment.yaml

  3. Crea una risorsa Service per l'applicazione di esempio:

    cat << EOF > service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: SERVICE_NAME
  namespace: APP_NAMESPACE
spec:
  ports:
  - name: http-hello
    port: 8080
  selector:
    app: hello
  type: ClusterIP
EOF

kubectl apply --filename service.yaml
    • SERVICE_NAME è il nome del servizio. Ad esempio, hello.

  4. Crea una risorsa del certificato per il nome di dominio hello.example.com utilizzando l'autorità di certificazione:

    cat << EOF > certificate.yaml
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: hello-example-com-certificate
  namespace: GATEWAY_NAMESPACE
spec:
  secretName: hello-example-com-credential
  commonName: hello.example.com
  dnsNames:
  - hello.example.com
  duration: 24h
  renewBefore: 8h
  issuerRef:
    group: cas-issuer.jetstack.io
    kind: GoogleCASIssuer
    name: gateway-cas-issuer
EOF

kubectl apply --filename certificate.yaml

    Lo spazio dei nomi del certificato deve corrispondere a quello del gateway in entrata. In genere, solo gli amministratori della piattaforma possono modificare le risorse in questo spazio dei nomi, poiché le modifiche possono influire sull'intera mesh di servizi. Lo strumento cert-manager crea la risorsa Secret per il certificato TLS nello stesso spazio dei nomi. Ciò significa che gli amministratori delle applicazioni non devono avere accesso allo spazio dei nomi del gateway in entrata.

    Puoi aggiungere altri nomi host nell'elenco dnsNames del certificato. Questi nomi host sono inclusi nel certificato come nomi alternativi del soggetto (SAN).

  5. Crea una risorsa Gateway per l'applicazione di esempio:

    cat << EOF > gateway.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: GATEWAY_NAME
  namespace: GATEWAY_NAMESPACE
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
  servers:
  - hosts:
    - APP_NAMESPACE/hello.example.com
    port:
      name: https-hello
      number: 443
      protocol: HTTPS
    tls:
      credentialName: hello-example-com-credential
      mode: MUTUAL
EOF

kubectl apply --filename gateway.yaml
    • GATEWAY_NAME è il nome del gateway. Ad esempio, hello.
    • Il campo credentialName nel gateway corrisponde al campo secretName nel certificato. Lo strumento cert-manager crea un secret Kubernetes con il certificato TLS del servizio CA. Questo certificato consente al gateway in entrata di terminare il traffico TLS destinato a hello.example.com.

    Il manifest del gateway specifica MUTUAL TLS (mTLS). Se vuoi configurare il gateway per TLS normale, imposta la modalità TLS del gateway su SIMPLE.

  6. Crea una risorsa VirtualService per l'applicazione di esempio:

    cat << EOF > virtual-service.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
  name: hello
  namespace: APP_NAMESPACE
spec:
  hosts:
  - hello.example.com
  gateways:
  - GATEWAY_NAMESPACE/GATEWAY_NAME
  http:
  - route:
    - destination:
        host: SERVICE_NAME
        port:
          number: 8080
EOF

kubectl apply --filename virtual-service.yaml

    Gateway e VirtualService utilizzano spazi dei nomi diversi. Questo pattern comune limita le modifiche al routing basato sull'host nel gateway agli amministratori della piattaforma che dispongono delle autorizzazioni per modificare le risorse nello spazio dei nomi del gateway in entrata.

    Gli amministratori delle applicazioni con autorizzazioni per modificare VirtualService nello spazio dei nomi dell'applicazione di esempio possono modificare il routing in base ad altri campi della richiesta, ad esempio il percorso URL, senza coordinarsi con gli amministratori della piattaforma.

Se vuoi esplorare altre opzioni di configurazione, leggi la documentazione dell'API per le risorse Certificate, Gateway e VirtualService.

Puoi applicare criteri di autenticazione e autorizzazione al traffico che entra nel mesh di servizi tramite il gateway in entrata. Per farlo, leggi la documentazione delle API PeerAuthentication e AuthorizationPolicy di Istio.

Verificare la soluzione

In questa sezione verifichi di poter inviare richieste HTTPS utilizzando mTLS all'applicazione di esempio dall'esterno del mesh di servizi. Per la verifica, crea un'istanza VM di Compute Engine, richiedi un certificato TLS client a CA Service e utilizza questo certificato per autenticare la richiesta all'applicazione di esempio.

Devi disporre dell'accesso SSH all'istanza VM. La rete predefinita include una regola firewall che consente l'accesso SSH. Se non hai accesso SSH, segui la documentazione sulle regole firewall per creare una regola firewall che consenta le connessioni TCP in entrata sulla porta 22.

  1. In Cloud Shell, crea un account di servizio Google:

    gcloud iam service-accounts create CLIENT_VM_GSA \
    --display-name "CA Service tutorial VM instance service account"
    • CLIENT_VM_GSA è il nome del service account Google. Ad esempio, cas-tutorial-client.

    Assegna questo account di servizio Google all'istanza VM di Compute Engine.

  2. Concedi il ruolo CA Service Certificate Requester sul pool di CA subordinate dei gateway al account di servizio Google:

    gcloud privateca pools add-iam-policy-binding SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --member "serviceAccount:CLIENT_VM_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
    --role roles/privateca.certificateRequester

    Questo ruolo fornisce le autorizzazioni per richiedere certificati dal pool di CA.

  3. Crea un'istanza VM di Compute Engine nello stesso VPC del cluster GKE:

    gcloud compute instances create cas-tutorial-client \
    --scopes cloud-platform \
    --service-account CLIENT_VM_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com \
    --zone ZONE

    L'istanza VM richiede l'ambito cloud-platform per accedere all'API CA Service.

  4. Salva l'indirizzo IP del bilanciatore del carico di rete passthrough interno del gateway in entrata in un file:

    kubectl get services istio-ingressgateway \
   --namespace GATEWAY_NAMESPACE \
   --output jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}' > ilb-ip.txt

  5. Salva il certificato di chiave pubblica della CA principale in un file:

    gcloud privateca roots describe ROOT_CA \
    --location CA_LOCATION \
    --pool ROOT_CA_POOL \
    --format 'value(pemCaCertificates)' > root-ca-cert.pem

  6. Copia il certificato CA principale e il file contenente l'indirizzo IP del bilanciatore del carico di rete passthrough interno del gateway in entrata nell'istanza VM:

    gcloud compute scp root-ca-cert.pem ilb-ip.txt cas-tutorial-client:~ \
   --zone ZONE

  7. Connettiti all'istanza VM utilizzando SSH:

    gcloud compute ssh cas-tutorial-client --zone ZONE

    Esegui il resto dei comandi in questa sezione dalla sessione SSH.

  8. Installa i pacchetti ca-certificates e coreutils e gli strumenti a riga di comando curl, openssl e jq:

    sudo apt-get update --yes

sudo apt-get install --yes ca-certificates coreutils curl jq openssl

  9. Crea una coppia di chiavi per il certificato TLS client:

    openssl genrsa -out private-key.pem 2048

openssl rsa -in private-key.pem -pubout -out public-key.pem

  10. Esegui una query sul server di metadati per ottenere l'indirizzo email dell'identità del account di servizio Google collegato all'istanza VM:

    GSA_EMAIL=$(curl --silent --header "Metadata-Flavor: Google" http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/service-accounts/default/email)

  11. Crea un file JSON da utilizzare come corpo della richiesta quando richiedi un certificato TLS client dall'API Certificate Authority Service:

    cat << EOF > request.json
{
  "config": {
    "publicKey": {
      "format": "PEM",
      "key": "$(base64 --wrap 0 public-key.pem)"
    },
    "subjectConfig": {
      "subject": {
        "commonName": "$(hostname --short)",
        "organization": "Example Organization"
      },
      "subjectAltName": {
        "dnsNames": [
          "$(hostname --fqdn)"
        ],
        "emailAddresses": [
          "$GSA_EMAIL"
        ]
      }
    },
    "x509Config": {
      "caOptions": {
        "isCa": false
      },
      "keyUsage": {
        "baseKeyUsage": {
          "digitalSignature": true,
          "keyEncipherment": true
        },
        "extendedKeyUsage": {
          "clientAuth": true
        }
      }
    }
  },
  "lifetime": "86400s"
}
EOF

    Per saperne di più sui campi nella sezione config, consulta il tipo CertificateConfig nella documentazione dell'API CA Service.

  12. Richiedi un token di accesso OAuth 2.0 dal server di metadati:

    TOKEN=$(curl --silent --header "Metadata-Flavor: Google" http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/service-accounts/default/token | jq --raw-output ".access_token")

    Questo token di accesso fornisce le autorizzazioni concesse al service account Google collegato all'istanza VM.

  13. Richiedi un certificato TLS client dall'API CA Service e memorizza il corpo della risposta in un file:

    curl --silent --request POST \
    --header "Authorization: Bearer $TOKEN" \
    --header "Content-Type: application/json" \
    --data @request.json \
    --output response.json \
    "https://privateca.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/CA_LOCATION/caPools/SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS/certificates"

    Il comando utilizza il token di accesso per autenticare la richiesta API.

  14. Salva il certificato client e la catena di certificati in un file:

    jq --raw-output --join-output ".pemCertificate , .pemCertificateChain[]" response.json > client-cert-chain.pem

  15. Utilizza curl per inviare una richiesta HTTPS dall'istanza VM all'applicazione di esempio:

    curl --cert client-cert-chain.pem --key private-key.pem \
    --cacert root-ca-cert.pem \
    --resolve hello.example.com:443:$(cat ilb-ip.txt) \
    --silent https://hello.example.com | head -n1

    L'output ha il seguente aspetto:

    Hello, world!

    Questa risposta mostra che curl ha inviato correttamente la richiesta HTTPS utilizzando mTLS. L'applicazione di esempio ha risposto con il messaggio visualizzato nell'output del terminale.

    Il comando curl esegue le seguenti operazioni:

    • I flag --cert e --key indicano a curl di utilizzare il certificato TLS client e la chiave privata per autenticare la richiesta. Il file del certificato client contiene la catena completa di certificati, dal certificato client alla CA radice.

    • Il flag --cacert indica a curl di verificare che il certificato del server sia stato emesso dalla CA radice creata in questo tutorial o da una delle sue CA subordinate.

      Se ometti questo flag, curl tenta di verificare il certificato server utilizzando il bundle CA predefinito del sistema operativo, ad esempio il pacchetto ca-certificates su Debian. La verifica non riesce perché il bundle CA predefinito non include la CA radice che hai creato in questo tutorial.

    • Il flag --resolve indica a curl di utilizzare l'indirizzo IP del bilanciatore del carico di rete passthrough interno come destinazione per le richieste di hosting di hello.example.com sulla porta 443.

      Se ometti questo flag, curl tenta di utilizzare il DNS per risolvere il nome host hello.example.com. La risoluzione DNS non riesce perché non esiste una voce DNS per questo nome host.

      Nel tuo ambiente, ti consigliamo di creare un record A DNS che punti all'indirizzo IP del bilanciatore del carico di rete pass-through interno ($LOAD_BALANCER_IP). Crea questo record utilizzando Cloud DNS seguendo la documentazione sulla gestione dei record.

    • Il flag --silent sopprime la segnalazione dell'avanzamento del download delle risposte nell'output del terminale.

    • Il comando reindirizza l'output di curl a head -n1. Il risultato è che l'output nel terminale include solo la prima riga del corpo della risposta.

  16. Esci dalla sessione SSH:

    exit

In questa sezione, hai richiesto un certificato TLS client direttamente dall'API CA Service. Nel caso in cui il client sia il gateway di uscita di un altro mesh di servizi in un cluster Kubernetes separato, puoi utilizzare lo strumento cert-manager e l'emittente di Certificate Authority Service con la stessa CA radice per fornire certificati client al gateway di uscita.

In altre situazioni puoi utilizzare strumenti come Hashicorp Vault, Terraform o gcloud per richiedere certificati TLS client per i workload al di fuori del service mesh. Per saperne di più, consulta la documentazione di CA Service per le soluzioni di esempio e la documentazione di gcloud per CA Service.

(Facoltativo) Aggiungi certificati CA all'archivio di attendibilità

Questa sezione facoltativa mostra come aggiungere certificati CA all'archivio di certificati CA attendibili per la distribuzione Debian di Linux. Queste istruzioni si applicano anche alle distribuzioni derivate da Debian, come Ubuntu.

L'aggiunta dei certificati CA a questo archivio significa che non devi specificare la posizione dei certificati CA attendibili quando invii richieste HTTPS utilizzando curl, Python, Go e Ruby.

  1. Connettiti all'istanza VM utilizzando SSH:

    gcloud compute ssh cas-tutorial-client --zone ZONE

    Esegui il resto dei comandi in questa sezione dalla sessione SSH.

  2. Copia il certificato CA radice nella directory /usr/local/share/ca-certificates e assicurati che il file abbia l'estensione .crt:

    sudo cp root-ca-cert.pem /usr/local/share/ca-certificates/cas-rootca.crt

  3. Imposta le autorizzazioni del file in modo che tutti gli utenti possano leggere il file del certificato CA principale:

    sudo chmod 644 /usr/local/share/ca-certificates/cas-rootca.crt

  4. Esegui lo script update-ca-certificates:

    sudo update-ca-certificates

    Questo script aggiunge il certificato all'insieme di certificati attendibili nella directory /etc/ssl/certs e al file /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt.

    L'output è il seguente:

    Updating certificates in /etc/ssl/certs...
1 added, 0 removed; done.
Running hooks in /etc/ca-certificates/update.d...
done.

  5. Utilizza curl per inviare una richiesta HTTPS dall'istanza VM all'applicazione di esempio:

    curl --cert client-cert-chain.pem --key private-key.pem \
   --resolve hello.example.com:443:$(cat ilb-ip.txt) \
   --silent https://hello.example.com | head -n1

    L'output ha il seguente aspetto:

    Hello, world!

    Questa risposta mostra che curl ha inviato correttamente la richiesta HTTPS utilizzando mTLS e ha convalidato il certificato TLS del server dal gateway in entrata utilizzando l'archivio certificati CA predefinito.

  6. Esci dalla sessione SSH:

    exit

Risoluzione dei problemi

Se il controller dell'emittente del servizio CA non crea il secret del certificato TLS, visualizza i log del controller dell'emittente del servizio CA:

kubectl logs deployment/google-cas-issuer --namespace cert-manager

Se riscontri problemi durante l'installazione di Cloud Service Mesh, esegui lo strumento asmcli per convalidare il progetto Cloud e il cluster GKE.

Se riscontri altri problemi con questo tutorial, ti consigliamo di consultare questi documenti:

Esegui la pulizia

Per evitare che al tuo account Google Cloud vengano addebitati costi continui per le risorse utilizzate in questo tutorial, puoi eliminare il progetto o le singole risorse.

Elimina il progetto

  1. In Cloud Shell, elimina il progetto:

    gcloud projects delete PROJECT_ID

Elimina le risorse

Se vuoi conservare il progetto Google Cloud che hai utilizzato in questo tutorial, elimina le singole risorse:

  1. In Cloud Shell, annulla la registrazione del cluster GKE da GKE Fleet:

    gcloud container hub memberships unregister CLUSTER_NAME \
    --gke-cluster ZONE/CLUSTER_NAME

  2. Elimina il cluster GKE:

    gcloud container clusters delete CLUSTER_NAME \
    --zone ZONE --async --quiet

  3. Elimina i binding delle policy IAM nel pool di CA subordinate:

    gcloud privateca pools remove-iam-policy-binding SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --member "serviceAccount:CAS_ISSUER_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
    --role roles/privateca.certificateRequester

gcloud privateca pools remove-iam-policy-binding SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --member "serviceAccount:CLIENT_VM_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
    --role roles/privateca.certificateRequester

  4. Disabilita e pianifica l'eliminazione delle CA subordinate e della CA radice:

    gcloud privateca subordinates disable SUBORDINATE_CA_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --pool SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --quiet

gcloud privateca subordinates delete SUBORDINATE_CA_GATEWAYS \
    --location CA_LOCATION \
    --pool SUBORDINATE_CA_POOL_GATEWAYS \
    --ignore-active-certificates \
    --quiet

gcloud privateca subordinates disable SUBORDINATE_CA_SIDECARS \
    --location CA_LOCATION \
    --pool SUBORDINATE_CA_POOL_SIDECARS \
    --quiet

gcloud privateca subordinates delete SUBORDINATE_CA_SIDECARS \
    --location CA_LOCATION \
    --pool SUBORDINATE_CA_POOL_SIDECARS \
    --ignore-active-certificates \
    --quiet

gcloud privateca roots disable ROOT_CA \
    --location CA_LOCATION \
    --pool ROOT_CA_POOL \
    --quiet

gcloud privateca roots delete ROOT_CA \
    --location CA_LOCATION \
    --pool ROOT_CA_POOL \
    --ignore-active-certificates \
    --quiet

  5. Elimina l'associazione dei criteri IAM per l'account di servizio Google del controller emittente del servizio CA:

    gcloud iam service-accounts remove-iam-policy-binding \
    CAS_ISSUER_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com \
    --member "serviceAccount:PROJECT_ID.svc.id.goog[cert-manager/ksa-google-cas-issuer]" \
    --role roles/iam.workloadIdentityUser

  6. Elimina i service account Google:

    gcloud iam service-accounts delete --quiet \
    CAS_ISSUER_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com

gcloud iam service-accounts delete --quiet \
    CLIENT_VM_GSA@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com

  7. Elimina l'indirizzo IP del bilanciatore del carico riservato:

    gcloud compute addresses delete asm-ingress-gateway-ilb \
    --region REGION --quiet

  8. Elimina l'istanza VM di Compute Engine:

    gcloud compute instances delete cas-tutorial-client \
    --zone ZONE --quiet

Passaggi successivi