Exposing Services in Kubernetes

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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Dienste in Kubernetes exponiert zu machen, sodass sowohl interne als auch externe Endpunkte darauf zugreifen können. Diese Kubernetes-Konfiguration ist ziemlich kritisch, da der Administrator Angreifern Zugriff auf Dienste gewähren könnte, auf die sie keinen Zugriff haben sollten.

Automatische Enumeration

Bevor Sie mit der Enumeration der Möglichkeiten beginnen, die K8s bietet, um Dienste öffentlich zugänglich zu machen, wissen Sie, dass Sie, wenn Sie Namespaces, Dienste und Ingresses auflisten können, alles finden können, was öffentlich exponiert ist mit:

kubectl get namespace -o custom-columns='NAME:.metadata.name' | grep -v NAME | while IFS='' read -r ns; do
echo "Namespace: $ns"
kubectl get service -n "$ns"
kubectl get ingress -n "$ns"
echo "=============================================="
echo ""
echo ""
done | grep -v "ClusterIP"
# Remove the last '| grep -v "ClusterIP"' to see also type ClusterIP

ClusterIP

Ein ClusterIP-Dienst ist der Standard-Kubernetes-Dienst. Er bietet Ihnen einen Dienst innerhalb Ihres Clusters, auf den andere Apps innerhalb Ihres Clusters zugreifen können. Es gibt keinen externen Zugriff.

Dieser kann jedoch über den Kubernetes Proxy zugegriffen werden:

kubectl proxy --port=8080

Jetzt können Sie über die Kubernetes-API auf Dienste zugreifen, indem Sie dieses Schema verwenden:

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/<NAMESPACE>/services/<SERVICE-NAME>:<PORT-NAME>/

Zum Beispiel könnten Sie die folgende URL verwenden:

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/default/services/my-internal-service:http/

um auf diesen Dienst zuzugreifen:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-internal-service
spec:
selector:
app: my-app
type: ClusterIP
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP

Diese Methode erfordert, dass Sie kubectl als authentifizierter Benutzer ausführen.

Liste alle ClusterIPs auf:

kubectl get services --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,TYPE:.spec.type,CLUSTER-IP:.spec.clusterIP,PORT(S):.spec.ports[*].port,TARGETPORT(S):.spec.ports[*].targetPort,SELECTOR:.spec.selector' | grep ClusterIP

NodePort

Wenn NodePort verwendet wird, wird ein bestimmter Port auf allen Knoten (die die virtuellen Maschinen darstellen) verfügbar gemacht. Traffic, der an diesen spezifischen Port gerichtet ist, wird dann systematisch zum Dienst weitergeleitet. Typischerweise wird diese Methode aufgrund ihrer Nachteile nicht empfohlen.

Liste aller NodePorts:

kubectl get services --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,TYPE:.spec.type,CLUSTER-IP:.spec.clusterIP,PORT(S):.spec.ports[*].port,NODEPORT(S):.spec.ports[*].nodePort,TARGETPORT(S):.spec.ports[*].targetPort,SELECTOR:.spec.selector' | grep NodePort

Ein Beispiel für die NodePort-Spezifikation:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-nodeport-service
spec:
selector:
app: my-app
type: NodePort
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30036
protocol: TCP

Wenn Sie den nodePort im yaml nicht angeben, wird ein Port im Bereich 30000–32767 verwendet.

LoadBalancer

Stellt den Service extern unter Verwendung eines Load Balancers des Cloud-Anbieters bereit. In GKE wird dies einen Network Load Balancer starten, der Ihnen eine einzelne IP-Adresse gibt, die den gesamten Datenverkehr an Ihren Service weiterleitet. In AWS wird ein Load Balancer gestartet.

Sie müssen für jeden exponierten Service einen LoadBalancer bezahlen, was teuer sein kann.

Liste aller LoadBalancers:

kubectl get services --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,TYPE:.spec.type,CLUSTER-IP:.spec.clusterIP,EXTERNAL-IP:.status.loadBalancer.ingress[*],PORT(S):.spec.ports[*].port,NODEPORT(S):.spec.ports[*].nodePort,TARGETPORT(S):.spec.ports[*].targetPort,SELECTOR:.spec.selector' | grep LoadBalancer

Externe IPs

Externe IPs werden von Diensten des Typs Load Balancer bereitgestellt und werden normalerweise verwendet, wenn ein externer Cloud Provider Load Balancer eingesetzt wird.

Um sie zu finden, überprüfen Sie die Load Balancer mit Werten im Feld EXTERNAL-IP.

Der Datenverkehr, der mit der externen IP (als Ziel-IP) in den Cluster gelangt, wird am Dienstport an einen der Dienstendpunkte weitergeleitet. externalIPs werden nicht von Kubernetes verwaltet und liegen in der Verantwortung des Clusteradministrators.

Im Dienst-Spezifikationsdokument können externalIPs zusammen mit einem der ServiceTypes angegeben werden. Im folgenden Beispiel kann "my-service" von Clients unter "80.11.12.10:80" (externalIP:port) erreicht werden.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
spec:
selector:
app: MyApp
ports:
- name: http
protocol: TCP
port: 80
targetPort: 9376
externalIPs:
- 80.11.12.10

ExternalName

Aus den Dokumenten: Dienste vom Typ ExternalName verknüpfen einen Dienst mit einem DNS-Namen, nicht mit einem typischen Selektor wie my-service oder cassandra. Diese Dienste geben Sie mit dem Parameter spec.externalName an.

Diese Dienstdefinition verknüpft beispielsweise den my-service Dienst im prod Namespace mit my.database.example.com:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
namespace: prod
spec:
type: ExternalName
externalName: my.database.example.com

Beim Nachschlagen des Hosts my-service.prod.svc.cluster.local gibt der Cluster-DNS-Dienst einen CNAME-Eintrag mit dem Wert my.database.example.com zurück. Der Zugriff auf my-service funktioniert auf die gleiche Weise wie bei anderen Diensten, jedoch mit dem entscheidenden Unterschied, dass die Umleitung auf DNS-Ebene und nicht über Proxy oder Weiterleitung erfolgt.

Liste aller ExternalNames:

kubectl get services --all-namespaces | grep ExternalName

Ingress

Im Gegensatz zu all den oben genannten Beispielen ist Ingress KEIN Typ von Dienst. Stattdessen sitzt es vor mehreren Diensten und fungiert als „intelligenter Router“ oder Einstiegspunkt in Ihren Cluster.

Sie können mit einem Ingress viele verschiedene Dinge tun, und es gibt viele Arten von Ingress-Controllern, die unterschiedliche Fähigkeiten haben.

Der standardmäßige GKE Ingress-Controller wird für Sie einen HTTP(S) Load Balancer erstellen. Dies ermöglicht Ihnen sowohl pfadbasiertes als auch subdomänenbasiertes Routing zu Backend-Diensten. Zum Beispiel können Sie alles auf foo.yourdomain.com an den foo-Dienst senden und alles unter dem Pfad yourdomain.com/bar/ an den bar-Dienst.

Die YAML für ein Ingress-Objekt auf GKE mit einem L7 HTTP Load Balancer könnte so aussehen:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: my-ingress
spec:
backend:
serviceName: other
servicePort: 8080
rules:
- host: foo.mydomain.com
http:
paths:
- backend:
serviceName: foo
servicePort: 8080
- host: mydomain.com
http:
paths:
- path: /bar/*
backend:
serviceName: bar
servicePort: 8080

Liste alle Ingresses:

kubectl get ingresses --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,RULES:spec.rules[*],STATUS:status'

Obwohl es in diesem Fall besser ist, die Informationen einzeln abzurufen, um sie besser lesen zu können:

kubectl get ingresses --all-namespaces -o=yaml

Referenzen

• https://medium.com/google-cloud/kubernetes-nodeport-vs-loadbalancer-vs-ingress-when-should-i-use-what-922f010849e0

• https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/

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