K8S API资源对象NetworkPolicy介绍

NetworkPolicy用来控制Pod与Pod之间的网络通信，它也支持针对Namespace进行限制。基于白名单模式，符合规则的对象通过，不符合的拒绝。 应用场景举例：

Pod A不能访问Pod B；

开发环境所有Pod不能访问测试命名空间；

提供对外访问时，限制外部IP；

官方NetworkPolicy YAML示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: test-network-policy
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: db
  policyTypes:
    - Ingress
    - Egress
  ingress:
    - from:
        - ipBlock:
            cidr: 172.17.0.0/16
            except:
              - 172.17.1.0/24
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              project: myproject
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 6379
  egress:
    - to:
        - ipBlock:
            cidr: 10.0.0.0/24
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 5978

说明：必需字段：apiVersion、 kind 和 metadata 字段。

podSelector：定义目标Pod的匹配标签，即哪些Pod会生效此策略；

policyTypes：表示给定的策略是应用于目标Pod的入站流量（Ingress）还是出站流量（Egress），或两者兼有。如果NetworkPolicy未指定policyTypes则默认情况下始终设置Ingress。

ingress：定义入流量限制规则，from用来定义白名单对象，比如网段、命名空间、Pod标签，Ports定义目标端口。

egress：定义出流量限制规则，定义可以访问哪些IP和端口

案例一： 需求：aming命名空间下所有Pod可以互相访问，也可以访问其他命名空间Pod，但其他命名空间不能访问aming命名空间Pod。 首先创建几个Pod：

kubectl run busybox --image=busybox -- sleep 3600  ## default命名空间里创建busybox Pod
kubectl run busybox --image=busybox -n aming -- sleep 3600    ## aming命名空间里创建busybox Pod
kubectl run web --image=nginx:1.23.2 -n aming  ## aming命名空间里创建web pod

在没有创建NetworkPolicy的情况下测试

kubectl exec busybox -n aming -- ping 10.18.235.161  ##aming命名空间的busybox ping default命名空间的busybox IP 
kubectl exec busybox -n aming -- ping 10.18.235.162 ##aming命名空间的busybox ping aming命名空间的web IP
kubectl exec busybox -- ping 10.18.235.162 ##default命名空间的busybox ping aming命名空间的web IP

创建networkpolicy的YAML

vi  deny-all-namespaces.yaml  ##内容如下
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: deny-all-namespaces
  namespace: aming
spec:
  podSelector: {} # 为空，表示匹配本命名空间所有Pod
  policyTypes:
  - Ingress
  ingress:
    - from:
      - podSelector: {} # 为空，表示匹配该命名空间所有Pod，即允许该命名空间所有Pod访问，没有定义namespaceSelector，也就是说不允许其它namespace的Pod访问。

应用YAML

kubectl apply -f deny-all-namespaces.yaml

测试：

kubectl exec busybox -n aming -- ping 10.18.235.161  ##aming命名空间的busybox ping default命名空间的busybox IP
kubectl exec busybox -n aming -- ping 10.18.235.162 ##aming命名空间的busybox ping aming命名空间的web IP
kubectl exec busybox -- ping 10.18.235.162 ##default命名空间的busybox ping aming命名空间的web IP

将刚刚创建的所有资源删除：

kubectl delete po busybox  --force
kubectl delete po busybox -n aming --force
kubectl delete po web -n aming
kubectl delete -f deny-all-namespaces.yaml

案例二： 通过PodSelector限制

vipod-selector.yaml##内容如下
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: app-to-app
  namespace: aming
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: test
  policyTypes:
    - Ingress
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              app: dev
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 80

应用YAML

kubectl apply -f pod-selector.yaml

创建测试pod

kubectl run web01 --image=nginx:1.23.2 -n aming -l 'app=test'  #创建Pod时，指定label
kubectl get pod web01 -n aming --show-labels # 查看label
# 如果label创建错了，也可以修改，在本实验中不需要做如下操作
# kubectl label pod busybox app=test123 --overwrite 
kubectl run app01 --image=nginx:1.23.2 -n aming -l 'app=dev' 
kubectl run app02 --image=nginx:1.23.2 -n aming

查看web01的IP

kubectl describe po web01 -n aming |grep -i ip

测试

kubectl exec -n aming app01 -- curl 10.18.235.170
kubectl exec -n aming app02 -- curl 10.18.235.170

测试成功后，删除掉刚刚创建的资源

kubectl delete po app01 -n aming
kubectl delete po app02 -n aming
kubectl delete po web01 -n aming
kubectl delete -f pod-selector.yaml

案例三： 限制namespace

viallow-ns.yaml#内容如下
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-ns
  namespace: aming
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
    - Ingress
  ingress:
    - from:
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              name: test
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 80

应用YAML

kubectl apply -f allow-ns.yaml

创建测试ns

kubectl create ns test

创建测试pod

kubectl run web01 --image=nginx:1.23.2 -n aming
kubectl run web02 --image=nginx:1.23.2 -n test
kubectl run web03 --image=nginx:1.23.2 
kubectl run web04 --image=nginx:1.23.2 -n aming

查看web01的IP

kubectl describe po web01 -n aming |grep -i ip

查看ns label

kubectl get ns --show-labels

给ns设置标签

kubectl label namespace test name=test

测试：

kubectl -n test exec web02 -- curl 10.18.235.172  #可以访问
kubectl exec web03 -- curl 10.18.235.172 #不可以访问
kubectl -n aming exec web04 -- curl 10.18.235.172  #不可以访问，即使同一个命名空间也无法访问

以上为NetworkPolicy的主要内容，你看明白了吗？

审核编辑：刘清