Istio安全-授权(实操三)

时间：2021-12-01 13:55:44

Istio安全-授权

授权HTTP流量

本节展示如何在istio网格中授权HTTP流量。

部署Bookinfo。由于下例在策略中使用了principal和namespace，因此需要启用mutual TLS。

为使用HTTP流量的负载配置访问控制

本任务展示了如何使用istio的授权设置访问控制。首先，使用简单的deny-all策略拒绝所有到负载的请求，然后增量地授权到负载的访问。

下面使用kubernetes的service account授权istio网格中的HTTP访问

  1. 在default命名空间中创建deny-all策略。该策略没有selector字段，将会应用到default命名空间中的所有负载上。sepc:字段为空{}，意味着禁止所有的流量。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: deny-all
    
  namespace: default #禁止任何对default命名空间中的负载的访问
    
spec:
    
  {}
    
EOF

    刷新Boofinfo productpage的页面，可以看到错误RBAC: access denied，即deny-all策略已经生效，且istio没有其他规则允许流量访问网格中的负载。

  2. 执行如下命令创建一个 productpage-viewer 允许使用GET方法访问productpage负载。该策略并没有设置from字段，意味着允许所有用户和工作负载进行访问：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    
kind: "AuthorizationPolicy"
    
metadata:
    
  name: "productpage-viewer"
    
  namespace: default
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: productpage #允许对default命名空间中的负载productpage的GET访问
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
EOF

    再次刷新Boofinfo productpage的页面，此时可以看到Bookinfo Sample页面，但该页面同时也显示了如下错误：

    • Error fetching product details
    • Error fetching product reviews

    这些错误符合预期，因为并没给productpage负载授权访问details和reviews负载。下面，需要配置一个策略来授权访问这些负载。

  3. 执行如下命令创建details-viewer策略来允许productpage负载使用 cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage service account发起GET请求访问details：

    在productpage的deployment中可以看到它使用了service account bookinfo-productpage

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    
kind: "AuthorizationPolicy"
    
metadata:
    
  name: "details-viewer"
    
  namespace: default
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: details
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
        principals: ["cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage"] #允许使用default命名空间中的sa bookinfo-productpage访问details
    
    to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
EOF

  4. 执行如下命令创建reviews-viewer策略来允许productpage负载使用 cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage service account发起GET请求访问reviews ：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    
kind: "AuthorizationPolicy"
    
metadata:
    
  name: "reviews-viewer"
    
  namespace: default
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: reviews
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
        principals: ["cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-productpage"] #允许使用default命名空间中的sa bookinfo-productpage访问reviews,信任域为cluster.local
    
    to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
EOF

    刷新Bookinfo productpage，可以在Bookinfo Sample页面的左边看到Book Details，并在页面右侧看到Book Reviews，但在Book Reviews一栏可以看到错误Ratings service currently unavailable。

    这是因为reviews负载没有权限访问ratings负载。为了解决这个问题， 需要授权reviews负载访问ratings负载。下面配置一个策略来授权reviews负载进行访问。

  5. 运行下面命令创建策略ratings-viewer来允许reviews负载使用 cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-reviews service account发起GET请求访问ratings：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    
kind: "AuthorizationPolicy"
    
metadata:
    
  name: "ratings-viewer"
    
  namespace: default
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: ratings
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
        principals: ["cluster.local/ns/default/sa/bookinfo-reviews"]
    
    to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
EOF

    刷新Bookinfo productpage页面，可以在Book Reviews一栏中看到黑色和红色的ratings信息。

卸载

$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/deny-all

$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/productpage-viewer

$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/details-viewer

$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/reviews-viewer

$ kubectl delete authorizationpolicy.security.istio.io/ratings-viewer

授权TCP流量

本节展示如何授权istio网格中的TCP流量。

部署

  • 在同一个命名空间foo中部署两个名为sleep和tcp-echo的负载，两个负载都允许了Envoy代理。tcp-echo负载监听端口9000，9001和9002，并回显收到的所有带有前缀hello的流量。例如，如果发送"world"到tcp-echo，则会响应"hello world"。tcp-echo kubernetes service对象仅声明端口9000和9001，并忽略端口9002。pass-through过滤器将处理端口9002的流量。使用如下命令部署命名空间和负载：

    openshift注意创建NetworkAttachmentDefinition

    $ kubectl create ns foo
    
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/tcp-echo/tcp-echo.yaml) -n foo
    
$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo

  • 使用如下命令校验sleep可以通过9000和9001端口连接tcp-echo

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
hello port 9000
    
connection succeeded
    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
hello port 9001
    
connection succeeded

  • 校验sleep可以连接tcp-echo的9002端口。此时需要通过tcp-echo的pod IP发送流量，这是因为tcp-echo的kubernetes service对象中并没有定义9002端口。获取pod IP并使用如下命令发送请求：

    # TCP_ECHO_IP=$(kubectl get pod "$(kubectl get pod -l app=tcp-echo -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -n foo -o jsonpath="{.status.podIP}")
    
# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c "echo \"port 9002\" | nc $TCP_ECHO_IP 9002" | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
[root@bastion istio-1.7.0]# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c "echo \"port 9002\" | nc $TCP_ECHO_IP 9002" | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
hello port 9002
    
connection succeeded

    可以看到tcp-echo的k8s service仅暴露了9000和9001端口：

    # oc get svc -n foo
    
NAME       TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
    
sleep      ClusterIP   10.84.92.66    <none>        80/TCP              4m31s
    
tcp-echo   ClusterIP   10.84.85.246   <none>        9000/TCP,9001/TCP   4m32s

配置TCP负载的访问控制

  1. 为foo命名空间中的tcp-echo负载创建tcp-policy授权策略，运行如下命令创建一个授权策略，允许到9000和9001的请求：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: tcp-policy
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: tcp-echo #对匹配标签的负载允许到端口9000/9001的访问
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
       ports: ["9000", "9001"]
    
EOF

  2. 使用如下命令校验允许到9000的访问

    此时即使没有上面的策略，到9000/9001的访问都是允许的。因为istio默认使用宽容模式，区别是如果该服务暴露的不止9000/9001端口，那么其他端口是无法访问的。

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
hello port 9000
    
connection succeeded

  3. 使用如下命令校验允许到9001的访问

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
hello port 9001
    
connection succeeded

  4. 校验到9002的请求是拒绝的。这是由授权策略执行的，该策略也适用于pass through过滤器链，即使tcp-echo kubernetes service对象没有明确声明该port。

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c "echo \"port 9002\" | nc $TCP_ECHO_IP 9002" | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
command terminated with exit code 1
    
connection rejected

  5. 使用如下命令将策略更新为仅在9000端口上允许HTTP的GET方法

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: tcp-policy
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: tcp-echo
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
        ports: ["9000"]
    
EOF

  6. 校验到9000的端口的请求被拒绝了。这是因为此时规则仅允许HTTP格式的TCP流量。istio会忽略无效的ALLOW规则。最终结果是由于请求不匹配任何ALLOW规则，而被被拒绝。执行如下命令进行校验：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
connection rejected

  7. 校验到9001的请求被拒绝了。原因同样是因为请求并没有匹配任何ALLOW规则

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
connection rejected

  8. 使用如下命令将策略更新为DENY，拒绝到9000的请求(当然此时其他端口会走默认的宽容模式)

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: tcp-policy
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: tcp-echo
    
  action: DENY
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
        ports: ["9000"]
    
EOF

  9. 校验到9000端口的请求被拒绝。它与上面无效的ALLOW规则(istio忽略了整个规则)不同，istio忽略了仅支持HTTP的字段methods，但使用了ports，导致匹配到这个端口的请求被拒绝：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9000" | nc tcp-echo 9000' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
connection rejected

  10. 校验到端口9001的请求是允许的，这是因为请求并不匹配DENY策略的ports字段

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- sh -c 'echo "port 9001" | nc tcp-echo 9001' | grep "hello" && echo 'connection succeeded' || echo 'connection rejected'
    
hello port 9001
    
connection succeeded

卸载

$ kubectl delete namespace foo

action字段中的默认值为ALLOW，且ALLOW中的规则的关系是AND，而DENY中的规则的关系是OR

使用JWT进行授权

本任务展示如何设置istio授权策略来执行基于JSON Web Token(JWT)的访问。Istio授权策略同时支持字符串类型和字符串列表类型的JWT claims。

部署

在foo命名空间中部署部署两个负载：httpbin和sleep。两个负载都运行了Envoy代理。使用如下命令进行部署：

$ kubectl create ns foo

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo

校验可以使用sleep连接httpbin：

$ kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl http://httpbin.foo:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"

200

使用有效的JWT和列表类型的claims允许请求

  1. 使用如下命令在foo命名空间中为httpbin负载创建jwt-example请求认证策略。该策略会让httpbin负载接受一个由testing@secure.istio.io发布的JWT。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: "security.istio.io/v1beta1"
    
kind: "RequestAuthentication"
    
metadata:
    
  name: "jwt-example"
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
  jwtRules:
    
  - issuer: "testing@secure.istio.io"
    
    jwksUri: "https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.7/security/tools/jwt/samples/jwks.json"
    
EOF

    jwksUri为开放公钥的接口地址，用于获取公钥，进而对token进行校验

  2. 校验带无效JWT的请求被拒绝了：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer invalidToken" -w "%{http_code}\n"
    
401

  3. 校验不带JWT的请求是允许的，因为此时没有配置授权策略

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
200

  4. 下面命令会给foo命名空间中的httpbin负载创建require-jwt授权策略。该策略会要求所有的请求都必须包含一个有效的JWT(requestPrincipal为testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io)。Istio通过将JWT token的iss和sub与一个/分隔符组合来构造requestPrincipal：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: require-jwt
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
       requestPrincipals: ["testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io"]
    
EOF

  5. 获取key为iss和sub，且值(testing@secure.istio.io)相同的JWT。这会导致istio生成属性requestPrincipal，对应值为 testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io:

    # TOKEN=$(curl https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.7/security/tools/jwt/samples/demo.jwt -s) && echo "$TOKEN" | cut -d '.' -f2 - | base64 --decode -
    
{"exp":4685989700,"foo":"bar","iat":1532389700,"iss":"testing@secure.istio.io","sub":"testing@secure.istio.io"}

  6. 校验带有效JWT的请求是允许的：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer $TOKEN" -w "%{http_code}\n"
    
200

  7. 校验带无效JWT的请求被拒绝：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

  8. 如下命令会更新require-jwt授权策略，要求JWT具有一个名为groups的claim，且置为group1：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: require-jwt
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
       requestPrincipals: ["testing@secure.istio.io/testing@secure.istio.io"]
    
    when:
    
    - key: request.auth.claims[groups]
    
      values: ["group1"]
    
EOF

  9. 获取将 groups claim设置为字符串列表的JWT： group1 和group2:

    # TOKEN_GROUP=$(curl https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.7/security/tools/jwt/samples/groups-scope.jwt -s) && echo "$TOKEN_GROUP" | cut -d '.' -f2 - | base64 --decode -
    
{"exp":3537391104,"groups":["group1","group2"],"iat":1537391104,"iss":"testing@secure.istio.io","scope":["scope1","scope2"],"sub":"testing@secure.istio.io"}

  10. 校验在请求的JWT的groups claim中带group1是允许的：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer $TOKEN_GROUP" -w "%{http_code}\n"
    
200

  11. 校验请求的JWT中没有groups claim是被拒绝的

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/headers" -s -o /dev/null -H "Authorization: Bearer $TOKEN" -w "%{http_code}\n"
    
403

卸载

$ kubectl delete namespace foo

总结

RFC 7519.定义了JWT token的格式。Istio的JWT认证流程使用了OAuth 2.0 和OIDC 1.0，可以使用jwks字段或jwksUri字段标识公钥的提供方。

AuthorizationPolicy rule 规则中与 JWT 相关的字段包括：

field sub field JWT claims
from.source requestPrincipals iss/sub
from.source notRequestPrincipals iss/sub
when.key request.auth.principal iss/sub
when.key request.auth.audiences aud
when.key request.auth.presenter azp
when.key request.auth.claims[key] JWT 全部属性

参考

  1. 基于OIDC实现istio来源身份验证
  2. JWT 授权
  3. JWT Claims

使用deny action的授权策略

本节将展示如何授权istio授权策略来拒绝istio网格中的HTTP流量。

部署

部署sleep应用并校验连通性：

$ kubectl create ns foo

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo
# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl http://httpbin.foo:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"

200

明确拒绝一个请求

  1. 下面命令会为foo命名空间中的httpbin负载创建deny-method-get授权策略。策略会对满足rules字段中的条件的请求执行DENY action。下面例子会拒绝使用GET方法的请求

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: deny-method-get
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
  action: DENY
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
EOF

  2. 校验GET请求被拒绝：

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

  3. 校验允许POST请求

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/post" -X POST -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
200

  4. 更新deny-method-get授权策略，只有当HTTP首部x-token的值不为admin时才会拒绝GET请求。下面例子将notValues字段设置为["admin"]来拒绝首部字段不为admin的请求。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: deny-method-get
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
  action: DENY
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
        methods: ["GET"]
    
    when:
    
    - key: request.headers[x-token]
    
      notValues: ["admin"]
    
EOF

  5. 校验当HTTP首部字段为x-token: admin时是允许的

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -H "x-token: admin" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
200

  6. 校验当HTTP首部字段为x-token: guest时是拒绝的

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -H "x-token: guest" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

  7. 下面命令会创建allow-path-ip授权策略来允许请求通过/ip路径访问httpbin负载。通过在action字段设置ALLOW实现

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: allow-path-ip
    
  namespace: foo
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - to:
    
    - operation:
    
        paths: ["/ip"]
    
EOF

  8. 校验HTTP首部为x-token: guest且路径为/ip的GET请求仍然被deny-method-get策略拒绝

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/ip" -X GET -H "x-token: guest" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

  9. 校验HTTP首部为x-token: admin 且路径为/ip的GET请求仍然被allow-path-ip策略允许

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/ip" -X GET -H "x-token: admin" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
200

  10. 校验HTTP首部为x-token: admin 且路径为/get的GET请求仍然被拒绝，因为不匹配 allow-path-ip策略

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n foo -- curl "http://httpbin.foo:8000/get" -X GET -H "x-token: admin" -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

总结

本节主要展示了授权中的action字段的用法：DENY总是优先于ALLOW，且ALLOW中的规则的关系是AND，而DENY中的规则的关系是OR 。

卸载

$ kubectl delete namespace foo

授权ingress Gateway

本节展示如何在istio ingress网关上使用授权策略配置访问控制。

istio授权策略支持基于IP的allow/deny列表，以及先前由Mixer策略支持的基于属性的allow/deny列表。Mixer策略已经在1.5版本中被废弃，不建议生产使用。

部署

在foo命名空间中部署一个httpbin负载，使用istio ingress网关暴露该服务：

$ kubectl create ns foo

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo

$ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin-gateway.yaml) -n foo

通过设置externalTrafficPolicy：local来更新ingress网关，使用以下命令在ingress网关上保留原始客户端的源IP。更多参见 Source IP for Services with Type=NodePort

使用externalTrafficPolicy：local时，kube-proxy仅会将请求代理到本地endpoint，不会跨节点。如果没有匹配的endpoint，则该会丢弃该报文，此时会保留报文的原始源IP地址(跨节点会使用SNAT将报文原始源IP地址修改为本节点地址)。

$ kubectl patch svc istio-ingressgateway -n istio-system -p '{"spec":{"externalTrafficPolicy":"Local"}}'

获取INGRESS_HOST 和 INGRESS_PORT

$ export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].nodePort}')

$ export INGRESS_HOST=$(kubectl get po -l istio=ingressgateway -n istio-system -o jsonpath='{.items[0].status.hostIP}')

校验可以通过ingress网关访问httbin负载

# curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"

200

使用如下命令的输出来保证ingress网关接收到了原始客户端的源IP地址，该地址将会在授权策略中使用：

# CLIENT_IP=$(curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/ip -s | grep "origin" | cut -d'"' -f 4) && echo "$CLIENT_IP"

172.20.127.78

基于IP的allow列表和deny列表

  1. 下面命令会为istio ingress网关创建授权策略ingress-policy。下面策略中的action字段为ALLOW，允许ipBlocks字段指定的IP地址访问ingress网关。不在该列表中的IP地址会被拒绝。ipBlocks支持单IP地址和CIDR：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: ingress-policy
    
  namespace: istio-system
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: istio-ingressgateway
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
       ipBlocks: ["1.2.3.4", "5.6.7.0/24"] #允许访问网关的源地址IP列表
    
EOF

  2. 校验到ingress网关的请求被拒绝了

    # curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

  3. 更新ingress-policy，在ALLOW IP地址列表中包含客户端的IP地址

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: ingress-policy
    
  namespace: istio-system
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: istio-ingressgateway
    
  action: ALLOW
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
       ipBlocks: ["1.2.3.4", "5.6.7.0/24", "$CLIENT_IP"]
    
EOF

  4. 校验到ingress网关的请求变为允许

    # curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
200

  5. 更新 ingress-policy授权策略，将action设置为DENY，将客户端地址设置到ipBlocks字段中，此时对ingress的源地址为$CLIENT_IP的访问将会被拒绝：

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: ingress-policy
    
  namespace: istio-system
    
spec:
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: istio-ingressgateway
    
  action: DENY
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
       ipBlocks: ["$CLIENT_IP"]
    
EOF

  6. 校验到ingress网关的请求被拒绝

    # curl "$INGRESS_HOST":"$INGRESS_PORT"/headers -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

卸载

$ kubectl delete namespace foo

$ kubectl delete authorizationpolicy ingress-policy -n istio-system

总结

从上面可以看出，在用法上，对ingress网关的授权策略和对其他istio网关内部的服务的授权策略并没有什么不同。

授权策略信任域迁移

本节展示如何在不修改授权策略的前提下进行信任域的迁移。

在istio 1.4中，引入了一个alpha特性来支持对授权策略的信任域的迁移，即如果一个istio网格需要改变其信任域时，则不需要手动修改授权策略。在istio中，如果一个负载运行在foo命名空间中，使用的service account为bar，系统的信任域为my-td，则负载的身份标识为 spiffe://my-td/ns/foo/sa/bar。默认情况下，istio网格的信任域为cluster.local(除非在安装时指定了其他域)。

部署

  1. 使用用户信任域安装istio，并启用mutual TLS

    # istioctl install -f cni-annotations.yaml --set values.global.istioNamespace=istio-system --set values.gateways.istio-egressgateway.enabled=true  --set meshConfig.accessLogFile="/dev/stdout"  --set values.global.trustDomain=old-td

  2. 在default命名空间中部署httpbin，并在default和sleep-allow命名空间中部署sleep

    $ kubectl label namespace default istio-injection=enabled
    
$ kubectl apply -f samples/httpbin/httpbin.yaml
    
$ kubectl apply -f samples/sleep/sleep.yaml
    
$ kubectl create namespace sleep-allow
    
$ kubectl label namespace sleep-allow istio-injection=enabled
    
$ kubectl apply -f samples/sleep/sleep.yaml -n sleep-allow

  3. 配置如下授权策略，拒绝除sleep-allow命名空间中的sleep外的对httpbin的请求。

    $ kubectl apply -f - <<EOF
    
apiVersion: security.istio.io/v1beta1
    
kind: AuthorizationPolicy
    
metadata:
    
  name: service-httpbin.default.svc.cluster.local
    
  namespace: default
    
spec:
    
  rules:
    
  - from:
    
    - source:
    
        principals:
    
        - old-td/ns/sleep-allow/sa/sleep #只有sleep-allow命名空间中的sleep才能访问httpbin服务
    
    to:
    
    - operation:
    
        methods:
    
        - GET
    
  selector:
    
    matchLabels:
    
      app: httpbin
    
---
    
EOF

校验default中的sleep到httpbin的请求，该请求被拒绝

# kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"

403

校验sleep-allow中的sleep到httpbin的请求，该请求被允许

# kubectl exec "$(kubectl -n sleep-allow get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n sleep-allow -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"

200

不使用信任域别名迁移信任域

  1. 使用新的信任域安装istio，现在istio网格的信任域为new-td

    # istioctl install -f cni-annotations.yaml --set values.global.istioNamespace=istio-system --set values.gateways.istio-egressgateway.enabled=true  --set meshConfig.accessLogFile="/dev/stdout"  --set values.global.trustDomain=new-td

  2. 重新部署httpbin和sleep，使其接收来自新的istio控制面的变更

    $ kubectl delete pod --all
    
$ kubectl delete pod --all -n sleep-allow

  3. 校验default和sleep-allow命名空间的sleep到httpbin的请求都被拒绝了

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403
    
# kubectl exec "$(kubectl -n sleep-allow get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n sleep-allow -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

    这是因为在授权策略中拒绝除使用old-td/ns/sleep-allow/sa/sleep身份标识的所有请求，即sleep-allow命名空间中的sleep应用使用的老标识。当迁移到一个新的信任域new-td之后，该sleep应用的标识变为了new-td/ns/sleep-allow/sa/sleep，与授权策略不匹配。因此sleep-allow命名空间中的sleep到httpbin就被拒绝了。在istio 1.4之前需要手动修改授权策略来使之正常工作，现在有了更加方便的方式。

    迁移信任域，不使用信任域别名

使用信任域别名迁移信任域

  1. 使用新的信任域和信任域别名安装istio

    # cat cni-annotations.yaml
    
apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
    
kind: IstioOperator
    
spec:
    
  components:
    
    cni:
    
      enabled: true
    
      namespace: kube-system
    
  values:
    
    meshConfig:
    
      trustDomain: new-td
    
      trustDomainAliases:
    
        - old-td
    
      certificates:
    
        - secretName: dns.example1-service-account
    
          dnsNames: [example1.istio-system.svc, example1.istio-system]
    
        - secretName: dns.example2-service-account
    
          dnsNames: [example2.istio-system.svc, example2.istio-system]
    
    cni:
    
      excludeNamespaces:
    
       - istio-system
    
       - kube-system
    
      chained: false
    
      cniBinDir: /var/lib/cni/bin
    
      cniConfDir: /etc/cni/multus/net.d
    
      cniConfFileName: istio-cni.conf
    
    sidecarInjectorWebhook:
    
      injectedAnnotations:
    
        "k8s.v1.cni.cncf.io/networks": istio-cni

  2. 不修改任何授权策略，校验到httpbin的请求

    default命名空间中的sleep到httpbin的请求被拒绝

    # kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
403

    sleep-allow命名空间中的sleep到httpbin的请求被允许

    # kubectl exec "$(kubectl -n sleep-allow get pod -l app=sleep -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c sleep -n sleep-allow -- curl http://httpbin.default:8000/ip -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"
    
200

最佳实践

从istio 1.4开始，当编写授权策略时，需要使用cluster.local作为策略的信任域，例如cluster.local/ns/sleep-allow/sa/sleep。注意，上面情况下，cluster.local并不是istio网格的信任域(信任域为old-td)。但是在授权策略中，cluster.local是一个指向当前信任域的指针，即old-td (或后面的 new-td)。通过在授权策略中使用cluster.local，当迁移到一个新的信任域时，istio会探测并将新的信任域与就的信任域一视同仁，而无需使用别名。

按照上面的说法，将创建的授权策略的principals字段修改为cluster.local/ns/sleep-allow/sa/sleep，重新测试连通性，可以得到与使用别名相同的结果。

卸载

$ kubectl delete authorizationpolicy service-httpbin.default.svc.cluster.local

$ kubectl delete deploy httpbin; kubectl delete service httpbin; kubectl delete serviceaccount httpbin

$ kubectl delete deploy sleep; kubectl delete service sleep; kubectl delete serviceaccount sleep

$ kubectl delete namespace sleep-allow

$ istioctl manifest generate --set profile=demo -f td-installation.yaml | kubectl delete --ignore-not-found=true -f -

$ rm ./td-installation.yaml

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