Istio 配置安全：如何避免錯誤配置
Istio 是一個功能強(qiáng)大的服務(wù)網(wǎng)格解決方案，提供零信任安全性、可觀測性和高級流量管理等功能，且無需修改代碼即可實現(xiàn)。然而，由于配置錯誤，我們經(jīng)常會遇到意料之外的行為。本文將介紹幾種常見的 Istio 配置錯誤，解析其背后的原理，并通過示意圖展示如何識別和解決這些問題。我們還將介紹 Tetrate 提供的工具——TIS Config Analyzer[1]，這是一種優(yōu)化 Istio 操作效率和安全性的工具。
配置錯誤導(dǎo)致的事故案例
以下是兩個由于配置錯誤導(dǎo)致的典型事故案例：
- 1. Amazon Web Services 2017 年停機(jī)事件[2]：一次簡單的輸入錯誤導(dǎo)致了廣泛的服務(wù)中斷，影響了數(shù)千個在線服務(wù)和應(yīng)用，突顯了即使在成熟的云基礎(chǔ)設(shè)施中，一個小小的配置錯誤也會引發(fā)嚴(yán)重后果。
- 2. GitLab 2017 年數(shù)據(jù)丟失事故[3]：由于配置錯誤，GitLab 在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫維護(hù)時誤刪除了大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)。盡管備份機(jī)制被配置好，但錯誤的配置阻止了數(shù)據(jù)的及時恢復(fù)。
這些案例表明，正確的配置管理對于防止服務(wù)中斷和數(shù)據(jù)丟失至關(guān)重要。
常見的 Istio 配置錯誤類型
Istio 配置錯誤主要分為以下幾大類：
1. AuthorizationPolicy（授權(quán)策略）：命名空間不存在、僅允許 HTTP 方法和完全限定的 gRPC 名稱、主機(jī)沒有匹配的服務(wù)注冊表條目、字段需要啟用 mTLS、未找到服務(wù)帳戶等。
2. DestinationRule（目標(biāo)規(guī)則）：同一主機(jī)子集組合的多個目標(biāo)規(guī)則、主機(jī)在服務(wù)注冊表中沒有匹配條目、子集標(biāo)簽在任何匹配主機(jī)中未找到等。
3. Gateway（網(wǎng)關(guān)）：同一主機(jī)端口組合的多個網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)選擇器在命名空間中未找到匹配的工作負(fù)載等。
4. Port（端口）：端口名稱必須遵循特定格式、端口的應(yīng)用協(xié)議必須遵循特定格式等。
5. Service（服務(wù)）：未找到暴露與服務(wù)相同端口的部署等。
6. VirtualService（虛擬服務(wù)）：目標(biāo)權(quán)重的路由沒有有效的服務(wù)、指向不存在網(wǎng)關(guān)的虛擬服務(wù)等。
常見的 Istio 配置錯誤示例
在 Istio 的日常使用中，以下是一些最常見的配置錯誤：
1. 虛擬服務(wù)指向不存在的網(wǎng)關(guān)：
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
name: details
namespace: bookinfo
spec:
hosts:
- details
gateways:
- non-existent-gateway在這種情況下，details 虛擬服務(wù)試圖通過一個不存在的 non-existent-gateway 進(jìn)行路由，導(dǎo)致流量管理失敗。
2. 虛擬服務(wù)引用不存在的服務(wù)子集：
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
name: details
namespace: bookinfo
spec:
hosts:
- details如果 details 服務(wù)沒有定義相應(yīng)的子集，請求將因無法找到正確的服務(wù)實例而被拒絕。
3. 網(wǎng)關(guān)找不到指定的服務(wù)器憑證：
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
name: cert-not-found-gateway
namespace: bookinfo
spec:
selector:
istio: ingressgateway
servers:
- port:
number: 443
name: https
protocol: HTTPS
tls:
mode: SIMPLE
credentialName: "not-exist"這會導(dǎo)致 TLS 握手失敗，因為指定的憑證 not-exist 不存在。
配置驗證
為了減少由于配置錯誤而導(dǎo)致的服務(wù)中斷風(fēng)險，配置驗證成為了一個不可或缺的步驟。配置驗證可以分為以下兩種：
? 靜態(tài)配置驗證：在配置應(yīng)用到系統(tǒng)之前進(jìn)行驗證。這包括檢查語法錯誤、完整性以及配置項的有效性。
? 按需配置驗證：在配置已經(jīng)應(yīng)用但可能需要根據(jù)實時數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整時進(jìn)行驗證。這種類型的驗證有助于適應(yīng)動態(tài)環(huán)境中的變化，確保配置的持續(xù)正確性。
推薦的配置驗證工具
istioctl validate
istioctl validate 用于驗證 Istio 配置文件（如 YAML 文件）的語法和基本結(jié)構(gòu)，確保配置文件符合 Istio API 的規(guī)范。它可以在配置應(yīng)用到集群之前檢測出語法錯誤和格式問題，是一個靜態(tài)分析工具，通常結(jié)合 CI 流程使用，防止無效配置文件應(yīng)用到集群中。
istioctl analyze
istioctl analyze[4] 是一個強(qiáng)大的診斷工具，用于分析 Istio 集群的運行狀態(tài)和配置一致性。它不僅檢查配置文件的語法，還可以檢查集群中實際應(yīng)用的配置，找出潛在的問題和沖突。istioctl analyze 提供動態(tài)分析功能，能夠識別集群運行時的配置錯誤和潛在問題。
istioctl analyze 的配置流程如下：
1. 收集配置數(shù)據(jù)：首先，istioctl analyze 收集來自指定源的 Istio 配置數(shù)據(jù)。這些源可以是活動的 Kubernetes 集群，也可以是本地的配置文件。
2. 解析和構(gòu)建模型：工具解析收集的配置數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個內(nèi)部表示 Istio 配置的模型。
3. 應(yīng)用分析規(guī)則：隨后，它應(yīng)用一系列預(yù)定義的規(guī)則來分析這個模型，檢測潛在的配置問題。這些規(guī)則涵蓋從安全漏洞到性能問題的各種潛在問題。
4. 生成報告：分析完成后，istioctl analyze 輸出一個包含所有發(fā)現(xiàn)問題的詳細(xì)報告。如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，它會通知用戶配置看起來沒有問題。
下面是 istioctl analyze 的工作流程圖：
istioctl analyze 的工作流程
Kiali
Kiali[5] 是管理和可視化 Istio 服務(wù)網(wǎng)格的重要工具，提供對網(wǎng)格健康狀況、性能和配置狀態(tài)的實時洞察。通過將 Kiali 集成到 Istio 環(huán)境中，可以通過以下方式增強(qiáng)配置安全性：
? 可視化：Kiali 提供服務(wù)網(wǎng)格的圖形表示，更容易發(fā)現(xiàn)配置錯誤，如路由錯誤或缺失的策略。
? 驗證：有助于驗證 Istio 配置，突出顯示如配置錯誤的網(wǎng)關(guān)或目標(biāo)規(guī)則等問題，以防這些問題引起麻煩。
? 安全洞察：Kiali 提供對安全策略的可見性，確保 mTLS 和授權(quán)設(shè)置正確實施。
將 Kiali 與 istioctl validate 和 istioctl analyze 等工具結(jié)合使用，能確保更為穩(wěn)健的方法來預(yù)防和解決 Istio 配置錯誤，進(jìn)而提升服務(wù)網(wǎng)格的安全性和效率。
Tetrate 的 TIS 中的 Config Analyzer 工具介紹
為了幫助開發(fā)者和運維人員避免常見的配置失誤，Tetrate 開發(fā)了 TIS Dashboard 中的 Config Analyzer[6] 工具。該工具能夠自動驗證 Istio 的配置，根據(jù)最佳實踐分析服務(wù)網(wǎng)格的配置問題，并提供優(yōu)化建議。Config Analyzer 可以自動檢測 Istio 服務(wù)網(wǎng)格中的配置問題，提供解釋及解決方案，支持按需檢測配置中的錯誤。
圖片
TIS Config Analyzer 可以按需檢測配置中的問題。
總結(jié)
正確配置 Istio 是確保服務(wù)網(wǎng)格健康運行的關(guān)鍵。通過了解和避免常見配置錯誤，以及利用如 Tetrate 的 TIS Config Analyzer 這樣的高級工具，您可以確保 Istio 環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性。記住，一個小小的配置錯誤可能導(dǎo)致整個服務(wù)網(wǎng)格的故障，因此持續(xù)監(jiān)控和審核配置是非常必要的。
參考
? Validation - kiali.io[7]
引用鏈接
[1] TIS Config Analyzer: https://docs.tetrate.io/istio-subscription/dashboard/analyzers/config
[2] Amazon Web Services 2017 年停機(jī)事件: https://www.theverge.com/2017/3/2/14792442/amazon-s3-outage-cause-typo-internet-server
[3] GitLab 2017 年數(shù)據(jù)丟失事故: https://about.gitlab.com/blog/2017/02/01/gitlab-dot-com-database-incident/
[4] istioctl analyze: https://istio.io/latest/docs/ops/diagnostic-tools/istioctl-analyze/
[5] Kiali: https://kiali.io
[6] Config Analyzer: https://docs.tetrate.io/istio-subscription/dashboard/analyzers/config
[7] Validation - kiali.io: https://kiali.io/docs/features/validations/
