第四章 Istio出口流量管理

访问外部服务

为了更好的做好网络访问控制，k8s结合Istio出口网络升级示意图

来自 Istio 的 pod 的所有出站流量都会重定向到其 sidecar 代理，因此集群外部 URL 的可访问性取决于代理的配置。默认情况下，Istio 配置 Envoy 代理来传递未知服务的请求。
一般来说服务访问网格外部服务默认放行，但是如果想要严格管控网格流量，需要对出方向进行管控。

这里展示三种不同的方式访问外部服务：

• 允许 Envoy 代理将请求传递给网格外服务。
• 配置服务条目以提供对外部服务的受控访问。
• 直接访问外部服务。

Envoy 代理将请求传递给网格外服务

Istio 有一个配置: meshConfig.outboundTrafficPolicy.mode用于配置外部服务的 sidecar 处理，如果此选项设置为ALLOW_ANY，Istio 代理将允许对未知服务的调用通过。如果该选项设置为REGISTRY_ONLY，则 Istio 代理会阻止任何没有 HTTP 服务或网格内定义的服务条目的主机。 ALLOW_ANY是默认值，目的是允许快速开始使用 Istio，而无需控制对外部服务的访问。

配置服务条目以提供对外部服务的受控访问

Service Entry（服务条目）允许在Istio的内部服务注册表中添加额外的服务记录，以便网格中自动发现的服务可以访问或路由到这些手动指定的服务。如果我们想要控制出口网络，必须先要设置ServiceEntry
正常情况我们对外访问先设置为ALLOW_ANY。这样，就可以开始在某些外部服务上使用 Istio 功能，而不会阻止任何其他服务。配置完所有服务条目后，可以将模式切换为REGISTRY_ONLY阻止任何其他无意/恶意的访问。

访问外部 HTTP 服务

1. 创建一个ServiceEntry以允许访问外部 HTTP 服务（httpbin-ext.yml）

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: ServiceEntry
metadata:
  name: httpbin-ext
spec:
  hosts:
  - httpbin.org
  ports:
  - number: 80
    name: http
    protocol: HTTP
  resolution: DNS
  location: MESH_EXTERNAL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

网格内服务访问httpbin.org时，Sidecar 代理将忽略原始目标 IP 地址并将流量定向到httpbin.org，通过DNS解析，执行 DNS 查询以获取httpbin.org 真实IP 地址。
2. 从k8s内部向外部 HTTP 服务发出请求：

$ kubectl exec "$SOURCE_POD" -c sleep -- curl -sS http://httpbin.org/headers
{
  "headers": {
    "Accept": "*/*",
    "Host": "httpbin.org",
    ...
    "X-Envoy-Decorator-Operation": "httpbin.org:80/*",
    ...
  }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

请注意 Istio sidecar 代理添加的标头：X-Envoy-Decorator-Operation。
3. 检查 sidecar 代理的日志：

$ kubectl logs "$SOURCE_POD" -c istio-proxy | tail
[2019-01-24T12:17:11.640Z] "GET /headers HTTP/1.1" 200 - 0 599 214 214 "-" "curl/7.60.0" "17fde8f7-fa62-9b39-8999-302324e6def2" "httpbin.org" "35.173.6.94:80" outbound|80||httpbin.org - 35.173.6.94:80 172.30.109.82:55314 -
1
2

请注意 HTTP 请求相关的条目httpbin.org/headers。

直接访问外部服务

与Envoy 直通外部服务（使用ALLOW_ANY流量策略指示 Istio sidecar 代理直通未知服务的调用）不同，这种方法完全绕过了 sidecar，实质上禁用了指定 IP 的所有 Istio 功能。无法像使用该ALLOW_ANY方法那样逐步添加特定目的地的服务条目。因此，仅当由于性能或其他原因无法使用 sidecar 配置外部访问时，才建议将此配置方法作为最后的手段。

简单方法是将global.proxy.includeIPRanges配置选项设置为用于内部集群服务的一个或多个 IP 范围。这些 IP 范围值取决于集群运行的平台。允许这些IP直接访问外部服务
--set values.global.proxy.includeIPRanges="172.16.0.0/16"

要以更安全的方式实施出口流量控制，必须通过出口网关引导出口流量，并查看其他注意事项

出口网关

Istio 使用入口和出口网关 来配置在服务网格边缘执行的负载均衡器。入口网关允许定义所有传入流量流经的网格的入口点。出口网关是一个对称的概念；它定义了网格的出口点。出口网关允许 Istio 功能（例如监控和路由规则）应用于网格出口流量。

1. 检查Istio出口网关是否部署

$ kubectl get pod -l istio=egressgateway -n istio-system
1

如果没有返回 Pod，请部署 Istio 出口网关。（由于各家云厂商有自己的构建方法，此处不做介绍）
2. 创建ServiceEntry
假设我们还是使用上文的httpbin-ext配置
3. Gateway为httpbin.org创建出口、端口 80，并为定向到出口网关的流量创建目标规则。

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: istio-egressgateway
spec:
  selector:
    istio: egressgateway
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - httpbin.org
---
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: egressgateway-for-httpbin
spec:
  host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local
  subsets:
  - name: httpbin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

4. 定义 VirtualService将流量从 sidecar 引导至出口网关，以及从出口网关引导至外部服务：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: direct-httpbin-through-egress-gateway
spec:
  hosts:
  - httpbin.org
  gateways:
  - istio-egressgateway
  - mesh
  http:
  - match:
    - gateways:
      - mesh
      port: 80
    route:
    - destination:
        host: istio-egressgateway.istio-system.svc.cluster.local
        subset: httpbin
        port:
          number: 80
      weight: 100
  - match:
    - gateways:
      - istio-egressgateway
      port: 80
    route:
    - destination:
        host: httpbin.org
        port:
          number: 80
      weight: 100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

清理 HTTP 网关

$ kubectl delete gateway istio-egressgateway
$ kubectl delete serviceentry httpbin
$ kubectl delete virtualservice direct-httpbin-through-egress-gateway
$ kubectl delete destinationrule egressgateway-for-httpbin
1
2
3
4

其他

请注意，在 Istio 中定义出口Gateway本身并不为运行出口网关服务的节点提供任何特殊处理。集群管理员或云提供商应在专用节点上部署出口网关，并引入额外的安全措施以使这些节点比网格的其他节点更安全。

Istio无法安全地强制所有出口流量实际上都流经出口网关。Istio 仅通过其 sidecar 代理启用此类流程。如果攻击者绕过sidecar代理，就可以直接访问外部服务，而无需遍历出口网关。这样，攻击者就逃脱了 Istio 的控制和监视。集群管理员或云提供商必须确保没有流量绕过出口网关离开网格。Istio 外部的机制必须强制执行此要求。例如，集群管理员可以配置防火墙来拒绝所有非来自出口网关的流量。Kubernetes网络策略还可以禁止所有非源自出口网关的出口流量（请参阅 下一节的示例）。此外，集群管理员或云提供商可以配置网络，以确保应用程序节点只能通过网关访问互联网。为此，集群管理员或云提供商可以阻止将公共 IP 分配给网关以外的 Pod，并可以配置 NAT 设备以丢弃并非源自出口网关的数据包。