安全管理

Istio 提供了 RBAC 訪問控制、雙向 TLS 認證以及密鑰管理等安全管理功能。

RBAC

Istio Role-Based Access Control (RBAC) 提供了 namespace、service 以及 method 級別的訪問控制。其特性包括

  • 簡單易用：提供基於角色的語意

  • 支持認證：提供服務 - 服務和用戶 - 服務的認證

  • 靈活：提供角色和角色綁定的自定義屬性

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開啓 RBAC

通過 RbacConfig 來啓用 RBAC，其中 mode 支持如下選項：

  • OFF: 停用 RBAC。

  • ON: 爲網格中的所有服務啓用 RBAC。

  • ON_WITH_INCLUSION: 只對 inclusion 字段中包含的命名空間和服務啓用 RBAC。

  • ON_WITH_EXCLUSION: 對網格內的所有服務啓用 RBAC，除 exclusion 字段中包含的命名空間和服務之外。

下面的例子爲 default 命名空間開啓 RBAC：

apiVersion: "config.istio.io/v1alpha2"
kind: RbacConfig
metadata:
  name: default
  namespace: istio-system
spec:
  mode: ON_WITH_INCLUSION
  inclusion:
    namespaces: ["default"]

訪問控制

Istio RBAC 提供了 ServiceRole 和 ServiceRoleBinding 兩種資源對象，並以 CustomResourceDefinition (CRD) 的方式管理。

  • ServiceRole 定義了一個可訪問特定資源（namespace 之內）的服務角色，並支持以前綴通配符和後綴通配符的形式匹配一組服務

  • ServiceRoleBinding 定義了賦予指定角色的綁定，即可以指定的角色和動作訪問服務

apiVersion: "rbac.istio.io/v1alpha1"
kind: ServiceRole
metadata:
  name: products-viewer
  namespace: default
spec:
  rules:
  - services: ["products.default.svc.cluster.local"]
    methods: ["GET", "HEAD"]

---
apiVersion: "rbac.istio.io/v1alpha1"
kind: ServiceRoleBinding
metadata:
  name: test-binding-products
  namespace: default
spec:
  subjects:
  - user: "service-account-a"
  - user: "istio-ingress-service-account"
    properties:
    - request.auth.claims[email]: "a@foo.com"
    roleRef:
    kind: ServiceRole
    name: "products-viewer"

雙向 TLS

雙向 TLS 爲服務間通信提供了 TLS 認證，並提供管理系統自動管理密鑰和證書的生成、分發、替換以及撤銷。

實現原理

Istio Auth 由三部分組成：

  • 身份（Identity）：Istio 使用 Kubernetes service account 來識別服務的身份，格式爲 spiffe://<*domain*>/ns/<*namespace*>/sa/<*serviceaccount*>

  • 通信安全：端到端 TLS 通信通過服務器端和客戶端的 Envoy 容器完成

  • 證書管理：Istio CA (Certificate Authority) 負責爲每個 service account 生成 SPIFEE 密鑰和證書、分發到 Pod（通過 Secret Volume Mount 的形式）、定期輪轉（Rotate）以及必要時撤銷。對於 Kuberentes 之外的服務，CA 配合 Istio node agent 共同完成整個過程。

這樣，一個容器使用證書的流程爲

  • 首先，Istio CA 監聽 Kubernetes API，併爲 service account 生成 SPIFFE 密鑰及證書，再以 secret 形式存儲到 Kubernetes 中

  • 然後，Pod 創建時，Kubernetes API Server 將 secret 掛載到容器中

  • 最後，Pilot 生成一個訪問控制的配置，定義哪些 service account 可以訪問服務，並分發給 Envoy

  • 而當容器間通信時，Pod 雙方的 Envoy 就會基於訪問控制配置來作認證

最佳實踐

  • 爲不同團隊創建不同 namespace 分別管理

  • 將 Istio CA 運行在單獨的 namespace 中，並且僅授予管理員權限

參考文檔

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