Cloud Service Mesh am Beispiel: Autorisierung

In dieser Anleitung erfahren Sie, was Autorisierung ist und wie Sie sie mit Cloud Service Mesh in einer Beispielanwendung aktivieren. Außerdem lernen Sie, wie Sie Autorisierungsrichtlinien für Ihre Mikrodienste aktivieren. Sie erstellen eine AuthorizationPolicy, um den Zugriff auf einen Mikrodienst zu DENY (verweigern), und dann eine AuthorizationPolicy, um den Zugriff auf einen Mikrodienst zu ALLOW (zulassen).

Was ist Autorisierung?

Bei der Authentifizierung wird eine Identität überprüft: Ist dieser Dienst der, für den er sich ausgibt? Bei der Autorisierung wird die Berechtigung überprüft: Darf dieser Dienst das tun? Die Identität ist für dieses Konzept von grundlegender Bedeutung. Mit Cloud Service Mesh können Sie mit AuthorizationPolicies die Kommunikation zwischen Arbeitslasten in Ihrem Mesh-Netzwerk steuern, um die Sicherheit und den Zugriff zu verbessern.

In einer Mikrodienstarchitektur, in der Aufrufe über Netzwerkgrenzen hinweg erfolgen, sind herkömmliche IP-basierte Firewallregeln oft nicht ausreichend, um den Zugriff zwischen Arbeitslasten zu sichern. Mit Cloud Service Mesh können Sie Autorisierungsregeln festlegen, um:

• den Zugriff auf Arbeitslasten in Ihrem Mesh-Netzwerk zu steuern, entweder von Arbeitslast zu Arbeitslast oder von Endnutzer zu Arbeitslast.
• Richtlinien je nach Bedarf allgemein oder detailliert zu definieren. Eine ausführliche Erklärung zum Konfigurieren von Richtlinien und Best Practices finden Sie unter Autorisierung mit Cloud Service Mesh.

Kosten

In dieser Anleitung werden die folgenden kostenpflichtigen Komponenten von Google Cloudverwendet:

• GKE
• Cloud Service Mesh

Nach Abschluss dieser Anleitung können Sie weitere Kosten durch Löschen von erstellten Ressourcen vermeiden. Weitere Informationen finden Sie unter Bereinigen.

Hinweis

• Achten Sie darauf, dass die Abrechnung für Ihr Projekt aktiviert ist.

• Stellen Sie verwaltetes Cloud Service Mesh auf einem GKE-Cluster bereit. Es gibt verschiedene unterstützte Einrichtungsmethoden:

  • Fleet API

  • Google Cloud Console-UI

Hinweis: Achten Sie darauf, dass Ihr Cluster die entsprechenden Anforderungen für Cloud Service Mesh erfüllt.

• Klonen Sie das Repository:

  git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/anthos-service-mesh-samples
  cd anthos-service-mesh-samples
  

Ingress-Gateway bereitstellen

1. Legen Sie den aktuellen Kontext für kubectl auf den Cluster fest:

   Hinweis: Verwenden Sie --region anstelle von --zone, wenn der Cluster ein regionaler Cluster ist.

   gcloud container clusters get-credentials CLUSTER_NAME  \
   --project=PROJECT_ID \
   --zone=CLUSTER_LOCATION 
   

2. Erstellen Sie einen Namespace für Ihr Ingress-Gateway:

   kubectl create namespace asm-ingress
   

3. Aktivieren Sie den Namespace für die Injektion. Die Schritte hängen vom Cloud Service Mesh-Typ ab (entweder verwaltet oder im Cluster):

   Verwaltet

   Wenden Sie das Überarbeitungslabel asm-managed auf den Namespace an:

   kubectl label namespace asm-ingress \
     istio-injection- istio.io/rev=asm-managed --overwrite
   

   Dieses Label entspricht der aktuellen Release-Version des verwalteten Cloud Service Mesh Release-Kanal für die Cloud Service Mesh-Version.

   Clusterintern

   1. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um das Überarbeitungslabel für istiod zu finden:

      kubectl get deploy -n istio-system -l app=istiod -o \
        jsonpath={.items[*].metadata.labels.'istio\.io\/rev'}'{"\n"}'
      

   2. Wenden Sie das Überarbeitungslabel auf den Namespace an. Im folgenden Befehl ist REVISION der Wert des Überarbeitungslabels istiod, den Sie im vorherigen Schritt notiert haben.

      kubectl label namespace asm-ingress \
        istio-injection- istio.io/rev=REVISION --overwrite
      

4. Stellen Sie das Beispiel-Gateway im Repository anthos-service-mesh-samples bereit:

   kubectl apply -n asm-ingress \
   -f docs/shared/asm-ingress-gateway
   

   Erwartete Ausgabe:

   serviceaccount/asm-ingressgateway configured
   service/asm-ingressgateway configured
   deployment.apps/asm-ingressgateway configured
   gateway.networking.istio.io/asm-ingressgateway configured
   

Beispielanwendung für Online-Boutique bereitstellen

1. Wenn Sie es noch nicht getan haben, legen Sie den aktuellen Kontext für kubectl auf den Cluster fest:

   gcloud container clusters get-credentials CLUSTER_NAME  \
   --project=PROJECT_ID \
   --zone=CLUSTER_LOCATION 
   

2. Erstellen Sie den Namespace für die Beispielanwendung:

   kubectl create namespace onlineboutique
   

3. Labeln Sie den Namespace onlineboutique, um Envoy-Proxys automatisch einzuschleusen. Folgen Sie der Anleitung, um die automatische Sidecar-Injektion zu aktivieren.

4. Stellen Sie die Beispielanwendung, den VirtualService für das Frontend und Dienstkonten für die Arbeitslasten bereit. Im Rahmen dieser Anleitung stellen Sie die Mikrodienst-Demo-App „Online Boutique“ bereit.

   kubectl apply \
   -n onlineboutique \
   -f docs/shared/online-boutique/virtual-service.yaml
   kubectl apply \
   -n onlineboutique \
   -f docs/shared/online-boutique/service-accounts
   

Dienste aufrufen

1. Rufen Sie die Pods im Namespace onlineboutique auf:

   kubectl get pods -n onlineboutique
   

   Erwartete Ausgabe:

   NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   adservice-85598d856b-m84m6               2/2     Running   0          2m7s
   cartservice-c77f6b866-m67vd              2/2     Running   0          2m8s
   checkoutservice-654c47f4b6-hqtqr         2/2     Running   0          2m10s
   currencyservice-59bc889674-jhk8z         2/2     Running   0          2m8s
   emailservice-5b9fff7cb8-8nqwz            2/2     Running   0          2m10s
   frontend-77b88cc7cb-mr4rp                2/2     Running   0          2m9s
   loadgenerator-6958f5bc8b-55q7w           2/2     Running   0          2m8s
   paymentservice-68dd9755bb-2jmb7          2/2     Running   0          2m9s
   productcatalogservice-84f95c95ff-c5kl6   2/2     Running   0          114s
   recommendationservice-64dc9dfbc8-xfs2t   2/2     Running   0          2m9s
   redis-cart-5b569cd47-cc2qd               2/2     Running   0          2m7s
   shippingservice-5488d5b6cb-lfhtt         2/2     Running   0          2m7s
   

   Alle Pods für Ihre Anwendung sollten mit dem Wert 2/2 in der Spalte READY ausgeführt werden. Dieser Wert weist darauf hin, dass die Pods einen Envoy-Sidecar-Proxy erfolgreich eingefügt haben. Wenn nach einigen Minuten nicht 2/2 angezeigt wird, lesen Sie die Anleitung zur Fehlerbehebung.

2. Rufen Sie die externe IP-Adresse ab und legen Sie sie auf eine Variable fest:

   kubectl get services -n asm-ingress
   export FRONTEND_IP=$(kubectl --namespace asm-ingress \
   get service --output jsonpath='{.items[0].status.loadBalancer.ingress[0].ip}' \
   )
   

   Die Ausgabe sollte in etwa so aussehen:

   NAME                   TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                                      AGE
   asm-ingressgateway   LoadBalancer   10.19.247.233   35.239.7.64   80:31380/TCP,443:31390/TCP,31400:31400/TCP   27m
   
   

3. Rufen Sie die Adresse EXTERNAL-IP in Ihrem Webbrowser auf. Sie sollten den Online-Boutique-Shop in Ihrem Browser sehen.

   

`DenyAll`-Autorisierung für eine Arbeitslast

In diesem Abschnitt wird eine AuthorizationPolicy hinzugefügt, um den gesamten eingehenden Traffic zum Währungsservice zu verweigern. AuthorizationPolicies funktionieren, indem sie AuthorizationPolicies in Envoy-lesbare Konfigurationen umwandeln und die Konfigurationen auf Ihre Sidecar-Proxys anwenden. Dadurch kann der Envoy-Proxy eingehende Anfragen an einen Dienst autorisieren oder verweigern.

1. Wenden Sie eine AuthorizationPolicy auf den currencyservice an. Beachten Sie die Übereinstimmung mit dem Label currencyservice in der YAML-Datei.

   kubectl apply -f docs/authorization/currency-deny-all.yaml -n onlineboutique
   

   apiVersion: security.istio.io/v1beta1
   kind: AuthorizationPolicy
   metadata:
     name: currency-policy
   spec:
     selector:
       matchLabels:
         app: currencyservice

2. Versuchen Sie, auf die EXTERNAL-IP Ihres Gateways zuzugreifen, um Online Boutique im Webbrowser aufzurufen. Sie sollten einen Autorisierungsfehler (500 Interner Serverfehler) vom currency service sehen.

   

Sidecar-Proxy-Logs beobachten

Wenn Sie sehen möchten, was im Sidecar-Proxy passiert, können Sie die Logs im Pod prüfen.

1. Rufen Sie den Namen Ihres currencyservice-Pods ab:

   CURRENCY_POD=$(kubectl get pod -n onlineboutique |grep currency|awk '{print $1}')
   

2. Legen Sie den Envoy-Proxy so fest, dass Logs auf Trace-Ebene zugelassen werden. Standardmäßig werden blockierte Autorisierungsaufrufe nicht protokolliert:

   kubectl exec -it $CURRENCY_POD -n onlineboutique -c istio-proxy -- curl -X POST "http://localhost:15000/logging?level=trace"
   

   Erwartete Ausgabe: active loggers: admin: trace alternate_protocols_cache: trace ... tracing: trace upstream: trace udp: trace wasm: trace

3. Verwenden Sie curl, um Traffic an Ihre EXTERNAL_IP zu senden, um Logs zu generieren:

   for i in {0..10}; do
   curl -s -I $FRONTEND_IP ; done
   

4. Rufen Sie die Logs zur rollenbasierten Zugriffssteuerung (Role-Based Access Control, RBAC) in Ihrem Istio-Proxy auf:

   kubectl logs -n onlineboutique $CURRENCY_POD -c istio-proxy | grep -m5 rbac
   

   Erwartete Ausgabe:

   2022-07-08T14:19:20.442920Z     debug   envoy rbac      checking request: requestedServerName: outbound_.7000_._.currencyservice.onlineboutique.svc.cluster.local, sourceIP: 10.8.8.5:34080, directRemoteIP: 10.8.8.5:34080, remoteIP: 10.8.8.5:34080,localAddress: 10.8.0.6:7000, ssl: uriSanPeerCertificate: spiffe://christineskim-tf-asm.svc.id.goog/ns/onlineboutique/sa/default, dnsSanPeerCertificate: , subjectPeerCertificate: OU=istio_v1_cloud_workload,O=Google LLC,L=Mountain View,ST=California,C=US, headers: ':method', 'POST'
   2022-07-08T14:19:20.442944Z     debug   envoy rbac      enforced denied, matched policy none
   2022-07-08T14:19:20.442965Z     debug   envoy http      [C73987][S13078781800499437460] Sending local reply with details rbac_access_denied_matched_policy[none]
     ```
   

In den Logs sollte die Meldung enforced denied angezeigt werden, die darauf hinweist, dass currencyservice so festgelegt ist, dass eingehende Anfragen blockiert werden.

Eingeschränkten Zugriff zulassen

Anstelle einer DENYALL-Richtlinie können Sie den Zugriff für bestimmte Arbeitslasten zulassen. Dies ist in einer Mikrodienstarchitektur relevant, in der Sie sicherstellen möchten, dass nur autorisierte Dienste miteinander kommunizieren können.

In diesem Abschnitt aktivieren Sie die Möglichkeit für die Dienste frontend und checkout, mit dem Dienst currency zu kommunizieren.

1. In der folgenden Datei sehen Sie, dass eine bestimmte source.principal(Client) auf der Zulassungsliste für den Zugriff auf currencyservice steht:

apiVersion: security.istio.io/v1beta1
kind: AuthorizationPolicy
metadata:
  name: currency-policy
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: currencyservice
  rules:
  - from:
    - source:
        principals: ["cluster.local/ns/onlineboutique/sa/frontend"]
  - from:
    - source:
        principals: ["cluster.local/ns/onlineboutique/sa/checkoutservice"]

Wenden Sie die Richtlinie an:

kubectl apply -f docs/authorization/currency-allow-frontend-checkout.yaml -n onlineboutique

1. Rufen Sie die EXTERNAL-IP in Ihrem Webbrowser auf. Sie sollten jetzt auf Online Boutique zugreifen können.

Bereinigen

Damit Ihrem Google Cloud-Konto die in dieser Anleitung verwendeten Ressourcen nicht in Rechnung gestellt werden, löschen Sie entweder das Projekt, das die Ressourcen enthält, oder Sie behalten das Projekt und löschen die einzelnen Ressourcen.

Damit Ihrem Google Cloud Konto die in dieser Anleitung verwendeten Ressourcen nicht weiterhin in Rechnung gestellt werden, können Sie entweder das Projekt löschen oder die einzelnen Ressourcen löschen.

Projekt löschen

Achtung: Das Löschen von Projekten hat folgende Auswirkungen:

• Alle Inhalte des Projekts werden gelöscht. Wenn Sie für diese Anleitung ein bereits bestehendes Projekt verwendet haben, werden auch alle anderen im Rahmen des Projekts erstellten Daten gelöscht.
• Benutzerdefinierte Projekt-IDs gehen verloren. Beim Erstellen dieses Projekts haben Sie möglicherweise eine benutzerdefinierte Projekt-ID erstellt, die Sie weiterhin verwenden möchten. Damit die URLs, die die Projekt-ID verwenden, z. B. eine appspot.com-URL, erhalten bleiben, sollten Sie ausgewählte Ressourcen innerhalb des Projekts löschen, statt das gesamte Projekt.

Löschen Sie das Projekt in Cloud Shell:

gcloud projects delete PROJECT_ID

Ressourcen löschen

• Wenn Sie den Cluster behalten und das Online Boutique-Beispiel entfernen möchten:

  1. Löschen Sie die Anwendungs-Namespaces:

     kubectl delete namespace onlineboutique
     

     Erwartete Ausgabe:

     namespace "onlineboutique" deleted
     

  2. Löschen Sie den Namespace des Ingress-Gateways:

     kubectl delete namespace asm-ingress
     

     Erwartete Ausgabe:

     amespace "asm-ingress" deleted
     

• Wenn Sie zusätzliche Gebühren vermeiden möchten, löschen Sie den Cluster:

  gcloud container clusters delete  CLUSTER_NAME  \
  --project=PROJECT_ID \
  --zone=CLUSTER_LOCATION 
  

Nächste Schritte

• Eine allgemeine Anleitung zum Konfigurieren von PeerAuthentication Richtlinien finden Sie unter Transportsicherheit konfigurieren.
• In dieser Anleitung erfahren Sie, wie Sie den Sicherheitsstatus Ihres Clusters und Ihrer Anwendung verbessern können: Sicherheit Ihrer Anwendung mit Cloud Service Mesh, Config Sync und Policy Controller erhöhen.
• Sehen Sie sich das Sicherheits-Dashboard Ihres Mesh-Netzwerks an: Mesh-Sicherheit überwachen.
• Weitere Informationen zu Autorisierungsrichtlinien finden Sie unter Erweiterte Features der Autorisierungsrichtlinie konfigurieren.
• Machen Sie sich mit den Best Practices für die Sicherheit von Cloud Service Mesh vertraut.