Kubernetes — 核心资源对象 — Network Policy

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Network Policy

通过设置 Network Policy，可以允许被 Label Selector 选定的 Pods 被哪些 IP 地址访问（Ingress 入站策略），以及允许选定的 Pods 去访问哪些 IP 地址（Egress 出站）。本质上是以 App/Pod 为中心的 L3-4 ACL（访问控制策略）设计。

Network Policy 通常与某个 Namespace 绑定，默认情况下，如果 Namespace 中不存在 Network Policy，则所有 Ingress/Egress 该 Namespace 中的 Pods 的流量都被允许。并且针对某个 App/Pod 的多条 Policies 的效果是叠加的，所以不存在顺序和冲突的情况。

需要注意的是，Network Policy 由 CNI 支撑，所以 Network Policy 支持的能力取决于 CNI 的能力。

一个 Network Policy 的示例：

• 必需字段：apiVersion、 kind 和 metadata。
• spec：NetworkPolicy Spec，包含了在一个 Namespace 中定义一个 Network Policy 所需要的所有信息。
• podSelector：每个 NetworkPolicy 都必须包含一个 podSelector。NULL 表示选择该 Namespace 下的所有 Pods。
• policyTypes：每个 NetworkPolicy 都必须包含一个 policyTypes 列表，可选元素为 Ingress 和 Egress。NULL 表示 Ingress。
• ingress：每个 NetworkPolicy 可包含一个 Ingress Rule 的白名单列表。Ingress Rule 允许同时匹配 from 和 ports 字段的流量。示例中包含了一条简单的 Ingress Rule，它匹配某个特定的端口，和 3 个来源，第一个通过 ipBlock 指定，第二个通过 namespaceSelector 指定，第三个通过 podSelector 指定。
• egress：每个 NetworkPolicy 可包含一个 Egress Rule 的白名单列表。 Egress Rule 允许同时匹配 to 和 ports 字段的流量。示例中包含一条规则，它匹配某个特定的端口上，和一个目的，通过 ipBlock 指定。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: test-network-policy
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: db
  policyTypes:
    - Ingress
    - Egress
  ingress:
    - from:
        - ipBlock:
            cidr: 172.17.0.0/16
            except:
              - 172.17.1.0/24
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              project: myproject
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 6379
  egress:
    - to:
        - ipBlock:
            cidr: 10.0.0.0/24
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 5978
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Network Policy Rules

Ingress Rule

示例 1：为 Namespace test-ns2 创建 Network Policy default-deny Ingress，表示默认拒绝 Namespace 内所有 Pods 的 Ingress 流量。

• podSekectir 为空，表示选择所有 Pods，即控制整个 Namespace。
• policyTypes 只定义了 Ingress，又把 podSelector 设置为空，表示拒绝 other Namespace 的所有 Ingress 流量。
• 没有定义 Egress，表示（默认）允许 Namespace 所有的 Pods 的 Egress 流量。
  

示例 2：允许 Subnet 20.10.10.0/24 里的 Pods 访问 Namespace test-ns1 中有 Label nginx-ns1 的 Pods 的 Port 80，并且将 IP 20.10.10.3/32 的 Pod 除外。

Egress Rule

示例 1：禁止 Namespace test-ns1 中的 Label nginx-ns1 的 Pods 去（egress 出站）请求 Namespace test-ns2 的 ClusterIP Service 10.96.0.12。

Network Policy Rule Selectors

Network Policy 支持在 Ingress Rule 的 from 或 Egress Rule 的 to 部分中指定 4 种 Selectors（选择器）：

1. namespaceSelector：表示选定的 Namespace 中的所有 Pods 作为 Ingress from 或 Egress to 的来源或目的 Pods。
2. podSelector：表示 Namespace 中选定的 Pods 作为 Ingress from 或 Egress to 的来源或目的 Pods。
3. ipBlock：表示指定的 IP block（IP 地址块）作为 Ingress from 或 Egress to 的来源或目的 IP 地址。该 IP 地址应该是 Service IP 或 External IP，因为 Pod IP 总是短暂且随机产生的。

namespaceSelector：此选择器将选择特定的名字空间，应将所有 Pod 用作其 入站流量来源或出站流量目的地。

namespaceSelector 和 podSelector：一个指定 namespaceSelector 和 podSelector 的 to/from 条目选择特定名字空间中的特定 Pod。 注意使用正确的 YAML 语法；下面的策略：

namespaceSelector

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: test-network-policy
spec:
  podSelector:                  # 规则对具有 role=db 标签的 Pod 生效
    matchLabels:
      role: db
  ingress:                      # 表示入规则
  - from:
    - namespaceSelector:        # 只允许具有 project=myproject 标签的命名空间中的 Pod 访问
        matchLabels:
          project: myproject
    ports:                      # 只能使用 TCP 协议访问 6379 端口
    - protocol: TCP
      port: 6379
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podSelector

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: test-network-policy
  namespace: default
spec:
  policyTypes:
    - Ingress
    - Egress
  podSelector:                  # 规则对具有 role=db 标签的 Pod 生效
    matchLabels:
      role: db
  ingress:                      # 表示入规则
  - from:
    - podSelector:              # 只允许具有 role=frontend 标签的 Pod 访问
        matchLabels:
          role: frontend
    ports:                      # 只能使用 TCP 协议访问 6379 端口
    - protocol: TCP
      port: 6379
  egress:
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