使用 DMZ 集群部署 Kubernetes：必備指南

隨著組織越來越多地採用 Kubernetes 來管理微服務和容器化工作負載，確保這些部署的安全變得至關重要。一個非軍事區 (DMZ)集群，這是一種經過驗證的安全架構，可將面向公眾的服務與敏感的內部資源隔離，從而有效地防止外部威脅。在本文中，我們將探討 Kubernetes 中 DMZ 集群的概念、其重要性以及如何有效地實施這些強大的安全措施。

Kubernetes 中的 DMZ 集群是什麼？

DMZ 是一個網絡邊界，將特定服務暴露於外部流量，同時保護內部網絡。在 Kubernetes 中，這種架構是通過為面向公眾的應用程序和內部工作負載創建單獨的集群來實現的，確保它們之間的通信受到限制且受到嚴格控制。

DMZ 集群的主要特徵

• 隔離：面向公眾的服務在 DMZ 集群中隔離，防止直接訪問內部網絡。
• 受控訪問：通過防火牆、服務網格或入口規則在 DMZ 與內部集群之間建立安全通信。
• 可擴展性: DMZ集群可以獨立擴展，確保公共工作負載的高可用性。

為什麼使用DMZ集群？

現代應用程序通常需要向外部用戶公開API、網站或服務。但是，直接從內部集群公開這些內容會引入重大安全風險。DMZ集群通過以下方式應對這些挑戰：

• 最小化攻擊面: 公共服務與敏感工作負載相隔離。
• 提高安全性: 網絡策略和防火牆限制未經授權的訪問。
• 簡化合規性: 法規要求通常要求區分外部和內部服務。

Kubernetes DMZ集群的關鍵組件

• Ingress控制器: 處理外部流量並將其路由到DMZ集群中的適當服務 (例如NGINX或Traefik)。
• 網絡策略: 限制DMZ和內部集群之間的通信。
• 防火牆規則: 阻止外部用戶和內部網絡之間的未經授權流量。
• 服務網格: 像Istio或Linkerd這樣的工具提供安全且可觀察的服務到服務通信。
• 監控和日誌: 像Prometheus和Grafana這樣的工具確保對集群活動的可見性。

在Kubernetes中實現DMZ集群

這裡有一個在 Kubernetes 中設置 DMZ 集群的逐步指南：

步驟 1：規劃架構

設計一個多集群環境，包括：

• 一個 DMZ 集群 用於面向公眾的服務。
• 一個 內部集群 用於私人工作負載。

步驟 2：部署 DMZ 集群

• 設置集群：使用 Kubernetes 部署工具，如 ClusterAPI 或託管的 Kubernetes 服務（例如，GKE、EKS、AKS）。
• 配置入口：部署一個入口控制器來處理流量。

apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: dmz-ingress

spec:

  rules:

    - host: public-service.example.com

      http:

        paths:

          - path: /

            pathType: Prefix

            backend:

              service:

                name: public-service

                port:

                  number: 80

步驟 3：強制執行網絡策略

• 限制 DMZ 和內部集群之間的流量：

apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: NetworkPolicy

metadata:

  name: limit-dmz-access

  namespace: dmz

spec:

  podSelector:

    matchLabels:

      app: public-service

  ingress:

    - from:

        - ipBlock:

            cidr: 0.0.0.0/0

      ports:

        - protocol: TCP

          port: 80

步驟 4：使用服務網格保護通信

部署一個服務網格，如 Istio，以保護 DMZ 和內部集群之間的流量：

• 使用 互相 TLS (mTLS) 加密所有通信。
• 定義流量策略以限制訪問。

步驟 5：監控和審計

• 使用 Prometheus 和 Grafana 等工具追蹤流量模式。
• 使用 ELK 堆疊 （Elasticsearch、Logstash、Kibana）記錄集群活動。

DMZ 集群最佳實踐

• 最小權限訪問：在 DMZ 和內部集群之間授予最小權限。
• 零信任架構：持續驗證和確認所有流量。
• 定期審計：定期檢查防火牆規則、進入政策和服務配置。
• 韌性測試：執行混沌工程實驗（例如，使用 LitmusChaos）以驗證系統的穩健性。

結論

Kubernetes 中的 DMZ 群集對於保護面向公共的應用程式同時保護內部資源至關重要。通過隔離工作負載、強制執行嚴格的訪問控制，以及利用服務網格和網絡政策等工具，組織可以創建一個安全且可擴展的基礎設施。實施 DMZ 群集可能看起來複雜，但只要有適當的規劃和工具，您的 Kubernetes 部署 將會安全且高效。

作者的備註：今天就採用 DMZ 群集來建立一個更具韌性和安全的 Kubernetes 環境！