Контейнеры Kubernetes в режиме эфемерности: улучшение безопасности и оптимизация устранения неполадок в производственных кластерах

Эфемерные контейнеры в Kubernetes — это мощная функция, которая позволяет операторам отлаживать и устранять неполадки в работающих Pod, создавая краткосрочные контейнеры внутри того же Pod. Это особенно полезно для проблем, которые невозможно воспроизвести в отдельной среде. Используя эфемерные контейнеры, вы можете подключить контейнер к работающему Pod, проверить файловую систему, сетевые настройки или запущенные процессы, а затем удалить контейнер, не затрагивая основные контейнеры Pod.

Что такое эфемерные контейнеры?

Эфемерные контейнеры — это специальные контейнеры, которые не работают в рамках рабочей нагрузки приложения, а добавляются в существующий Pod с целью отладки. Они используют те же ресурсы (сетевое пространство имен, тома и т. д.), что и другие контейнеры в Pod, что делает их идеальными для диагностики в реальном времени. После завершения отладки эфемерный контейнер может быть удален без необходимости воссоздавать весь Pod.

Ключевые моменты

• Краткосрочные: Эфемерные контейнеры предназначены только для отладки или устранения неполадок.
• Не нарушающие работу: Они не влияют на существующие контейнеры приложений в Pod.
• Общий доступ к ресурсам: Они разделяют ресурсы, такие как тома хранилища и сетевые пространства имен с Pod, что делает отладку более эффективной.

Соображения безопасности при использовании эфемерных контейнеров

Эфемерные контейнеры обеспечивают безопасный подход к отладке, ограничивая продолжительный доступ к производственным подам. Вы можете наложить строгие правила RBAC, чтобы только авторизованные пользователи могли добавлять и запускать эфемерные контейнеры, минимизируя возможные угрозы. Поскольку эти контейнеры исчезают после завершения отладки, поверхность атаки уменьшается, укрепляя общую безопасность кластера.

Применение

• Устранение сбоев приложения: Когда вам нужно проверить журналы или запустить инструменты отладки в сбойном или находящемся в состоянии сбоя контейнере, эфемерные контейнеры позволяют войти в рабочую среду, не изменяя конфигурацию основного контейнера.
• Отладка сети: Вы можете установить инструменты отладки (например, tcpdump, netstat) в эфемерный контейнер для диагностики проблем сети в пространстве имен сети Pod.
• Проверка файловой системы в реальном времени: Если у вас есть подозрения на повреждение файлов или неверные пути к файлам, эфемерные контейнеры позволяют проверить файловую систему в реальном времени.

Необходимые условия

• Версия Kubernetes: Эфемерные контейнеры требуют как минимум Kubernetes 1.23+, где функция EphemeralContainers обычно доступна (GA). На более старых версиях Kubernetes вам может потребоваться включить ключ функции EphemeralContainers.
• kubectl: Убедитесь, что ваш локальный клиент kubectl имеет такую же или более новую версию, чем контрольная плоскость вашего кластера.
• Достаточные разрешения RBAC: Вам нужны разрешения для использования команды kubectl debug и для обновления Pod’ов (временный контейнер добавляется через обновление спецификации Pod’а).

Пошаговое руководство: Использование временных контейнеров

Ниже приведен обобщенный процесс, который будет работать в любой среде Kubernetes, включая EKS (Elastic Kubernetes Service на AWS), AKS (Azure Kubernetes Service), GKE (Google Kubernetes Engine) или локальные кластеры. Мы сосредоточимся на команде kubectl debug, которая является основным механизмом для добавления временных контейнеров.

Проверьте конфигурацию вашего кластера

kubectl version

• Убедитесь, что ваша версия сервера составляет как минимум 1.23.
• Подтвердите, что ваша версия клиента также совместима.

Если вы находитесь в управляемой среде, такой как EKS или AKS, проверьте версию кластера на панели управления вашего облачного провайдера или в CLI, чтобы убедиться, что она 1.23 или выше.

Определите Pod, который вы хотите отладить

Список Pod’ов в определенном пространстве имен:

kubectl get pods -n <your-namespace>

Выберите имя Pod’а, который нужно отладить, например: my-app-pod-abc123.

Добавьте временный контейнер, используя kubectl debug

Используйте команду kubectl debug для добавления временного контейнера. Например, мы используем простой образ Ubuntu:

kubectl debug my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> \

  --image=ubuntu \

  --target=my-container \

  --interactive=true \

  --tty=true

Вот разбор флагов:

• my-app-pod-abc123: Имя существующего Pod’а.
• –image=ubuntu: Docker образ для использования во временном контейнере.
• –target=my-container: (Необязательно) Указывает, какой контейнер в Pod вы хотите настроить для совместного использования пространства имен. Обычно это основной контейнер в Pod.
• –interactive=true и –tty=true: Позволяет вам получить оболочку внутри временного контейнера.

После выполнения вышеуказанного действия вы получите оболочку во временном контейнере внутри существующего Pod. Теперь вы можете выполнять отладочные команды, такие как ls, ps, netstat, или устанавливать дополнительные пакеты.

Подтверждение создания временного контейнера

В другом терминале или после выхода из оболочки временного контейнера выполните:

kubectl get pod my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> -o yaml

Вы должны увидеть новый раздел в разделе spec или status, описывающий временный контейнер.

Отладка и устранение неполадок

Внутри временного контейнера вы можете:

• Проверить журналы или конфигурацию приложения.
• Использовать инструменты отладки, такие как curl, wget, telnet для проверки сетевого подключения.
• Инспектировать переменные среды для подтверждения конфигурации вашего приложения.

# Examples

curl http://localhost:8080/health

env | grep MY_APP_

ps aux

Очистка временных контейнеров

Эфемерные контейнеры автоматически удаляются, когда Pod уничтожается или после того, как вы удаляете их вручную. Чтобы удалить эфемерный контейнер из Pod без уничтожения всего Pod (в поддерживаемых версиях), вы можете изменить спецификацию Pod. Однако обычно эфемерные контейнеры не предназначены для долгосрочного использования. Как только вы удаляете Pod или уменьшаете масштаб вашего развертывания, эфемерный контейнер также будет удален.

Специфические заметки для управляемых сервисов

Amazon EKS

• Убедитесь, что ваш кластер EKS работает на Kubernetes 1.23 или выше.
• Подтвердите, что IAM разрешения позволяют вам выполнять kubectl debug.
• Если вы используете более старые версии EKS (1.22 или ранее), вам необходимо включить функцию EphemeralContainers.

Azure AKS

• Используйте Azure CLI (az aks update), чтобы обновить ваш кластер AKS до совместимой версии, если это необходимо.

Подтвердите, что ваш kubectl контекст установлен на кластер AKS:

az aks get-credentials --resource-group <rg-name> --name <cluster-name>

Другие управляемые или локальные кластеры

• Проверьте документацию вашего кластера или спросите вашего провайдера, чтобы подтвердить, что эфемерные контейнеры включены.
• Большинство современных локальных решений (OpenShift, Rancher и т.д.) имеют включенные эфемерные контейнеры по умолчанию с Kubernetes 1.23 и выше, но вам может понадобиться вручную включить функцию, если вы используете более старую версию.

Лучшие практики

• Используйте минимальные образы: Выбирайте легковесные образы, чтобы уменьшить накладные расходы (например, busybox, бездистровые образы отладки).
• Ограничьте RBAC: Ограничьте, кто может создавать временные контейнеры, чтобы минимизировать потенциальные угрозы безопасности.
• Журналируйте все отладочные сессии: Отслеживайте использование временных контейнеров для проверки и соблюдения правил.
• Не полагайтесь на временные контейнеры: Они предназначены только для отладки. Если вам нужен постоянный вспомогательный контейнер или sidecar, настройте его в спецификации Pod с самого начала.

Вывод

Временные контейнеры – это универсальный и мощный способ устранения проблем в реальном времени без влияния на основные контейнеры приложения. Независимо от того, работаете ли вы с Kubernetes на EKS, AKS, в локальной среде или другом управляемом решении, понимание и использование временных контейнеров могут значительно сократить ваше время восстановления (MTTR) и повысить операционную эффективность.Они дополняют традиционные методы устранения неполадок и должны быть частью инструментария команды платформы для диагностики сложных проблем приложений. Следуя указанным выше шагам, вы можете уверенно развертывать временные контейнеры в своей среде и оптимизировать свои процессы отладки.

Примечание автора: По материалам реальных проблем с Kubernetes, этот руководство направлено на помощь в быстрой отладке Pod’ов без нарушения работы в производственной среде.