Exposing Services in Kubernetes

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Il existe différentes manières d'exposer des services dans Kubernetes afin que les points de terminaison internes et externes puissent y accéder. Cette configuration Kubernetes est assez critique car l'administrateur pourrait donner accès à des attaquants à des services auxquels ils ne devraient pas avoir accès.

Automatic Enumeration

Avant de commencer à énumérer les manières dont K8s offre d'exposer des services au public, sachez que si vous pouvez lister les espaces de noms, les services et les ingresses, vous pouvez trouver tout ce qui est exposé au public avec :

kubectl get namespace -o custom-columns='NAME:.metadata.name' | grep -v NAME | while IFS='' read -r ns; do
echo "Namespace: $ns"
kubectl get service -n "$ns"
kubectl get ingress -n "$ns"
echo "=============================================="
echo ""
echo ""
done | grep -v "ClusterIP"
# Remove the last '| grep -v "ClusterIP"' to see also type ClusterIP

ClusterIP

Un service ClusterIP est le service par défaut de Kubernetes. Il vous fournit un service à l'intérieur de votre cluster auquel d'autres applications à l'intérieur de votre cluster peuvent accéder. Il n'y a pas d'accès externe.

Cependant, cela peut être accessible en utilisant le Proxy Kubernetes :

kubectl proxy --port=8080

Maintenant, vous pouvez naviguer à travers l'API Kubernetes pour accéder aux services en utilisant ce schéma :

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/<NAMESPACE>/services/<SERVICE-NAME>:<PORT-NAME>/

Par exemple, vous pourriez utiliser l'URL suivante :

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/default/services/my-internal-service:http/

pour accéder à ce service :

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-internal-service
spec:
selector:
app: my-app
type: ClusterIP
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP

Cette méthode nécessite que vous exécutiez kubectl en tant qu'utilisateur authentifié.

Listez tous les ClusterIPs :

kubectl get services --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,TYPE:.spec.type,CLUSTER-IP:.spec.clusterIP,PORT(S):.spec.ports[*].port,TARGETPORT(S):.spec.ports[*].targetPort,SELECTOR:.spec.selector' | grep ClusterIP

NodePort

Lorsque NodePort est utilisé, un port désigné est rendu disponible sur tous les nœuds (représentant les machines virtuelles). Le trafic dirigé vers ce port spécifique est ensuite systématiquement acheminé vers le service. En général, cette méthode n'est pas recommandée en raison de ses inconvénients.

Liste de tous les NodePorts :

kubectl get services --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,TYPE:.spec.type,CLUSTER-IP:.spec.clusterIP,PORT(S):.spec.ports[*].port,NODEPORT(S):.spec.ports[*].nodePort,TARGETPORT(S):.spec.ports[*].targetPort,SELECTOR:.spec.selector' | grep NodePort

Un exemple de spécification NodePort :

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-nodeport-service
spec:
selector:
app: my-app
type: NodePort
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30036
protocol: TCP

Si vous ne spécifiez pas le nodePort dans le yaml (c'est le port qui sera ouvert), un port dans la plage 30000–32767 sera utilisé.

LoadBalancer

Expose le Service à l'extérieur en utilisant le load balancer d'un fournisseur de cloud. Sur GKE, cela lancera un Network Load Balancer qui vous donnera une seule adresse IP qui redirigera tout le trafic vers votre service. Sur AWS, cela lancera un Load Balancer.

Vous devez payer pour un LoadBalancer par service exposé, ce qui peut être coûteux.

Listez tous les LoadBalancers :

kubectl get services --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,TYPE:.spec.type,CLUSTER-IP:.spec.clusterIP,EXTERNAL-IP:.status.loadBalancer.ingress[*],PORT(S):.spec.ports[*].port,NODEPORT(S):.spec.ports[*].nodePort,TARGETPORT(S):.spec.ports[*].targetPort,SELECTOR:.spec.selector' | grep LoadBalancer

External IPs

Le trafic qui entre dans le cluster avec l'IP externe (comme IP de destination), sur le port du Service, sera acheminé vers l'un des points de terminaison du Service. externalIPs ne sont pas gérés par Kubernetes et relèvent de la responsabilité de l'administrateur du cluster.

Dans la spécification du Service, externalIPs peuvent être spécifiés avec n'importe lequel des ServiceTypes. Dans l'exemple ci-dessous, "my-service" peut être accessible par les clients sur "80.11.12.10:80" (externalIP:port)

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
spec:
selector:
app: MyApp
ports:
- name: http
protocol: TCP
port: 80
targetPort: 9376
externalIPs:
- 80.11.12.10

ExternalName

D'après la documentation : Les Services de type ExternalName mappent un Service à un nom DNS, et non à un sélecteur typique tel que my-service ou cassandra. Vous spécifiez ces Services avec le paramètre spec.externalName.

Cette définition de Service, par exemple, mappe le Service my-service dans l'espace de noms prod à my.database.example.com :

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
namespace: prod
spec:
type: ExternalName
externalName: my.database.example.com

Lors de la recherche de l'hôte my-service.prod.svc.cluster.local, le Service DNS du cluster renvoie un enregistrement CNAME avec la valeur my.database.example.com. L'accès à my-service fonctionne de la même manière que d'autres Services, mais avec la différence cruciale que la redirection se produit au niveau DNS plutôt que par le biais de proxy ou de transfert.

Listez tous les ExternalNames :

kubectl get services --all-namespaces | grep ExternalName

Ingress

Contrairement à tous les exemples ci-dessus, Ingress n'est PAS un type de service. Au lieu de cela, il se trouve devant plusieurs services et agit comme un "routeur intelligent" ou point d'entrée dans votre cluster.

Vous pouvez faire beaucoup de choses différentes avec un Ingress, et il existe de nombreux types de contrôleurs Ingress qui ont des capacités différentes.

Le contrôleur d'ingress GKE par défaut va créer un HTTP(S) Load Balancer pour vous. Cela vous permettra de faire à la fois un routage basé sur le chemin et un routage basé sur le sous-domaine vers des services backend. Par exemple, vous pouvez envoyer tout sur foo.yourdomain.com au service foo, et tout sous le chemin yourdomain.com/bar/ au service bar.

Le YAML pour un objet Ingress sur GKE avec un L7 HTTP Load Balancer pourrait ressembler à ceci :

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: my-ingress
spec:
backend:
serviceName: other
servicePort: 8080
rules:
- host: foo.mydomain.com
http:
paths:
- backend:
serviceName: foo
servicePort: 8080
- host: mydomain.com
http:
paths:
- path: /bar/*
backend:
serviceName: bar
servicePort: 8080

Listez tous les ingresses :

kubectl get ingresses --all-namespaces -o=custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,RULES:spec.rules[*],STATUS:status'

Bien qu'il soit préférable dans ce cas d'obtenir les informations de chacun un par un pour mieux les lire :

kubectl get ingresses --all-namespaces -o=yaml

Références

• https://medium.com/google-cloud/kubernetes-nodeport-vs-loadbalancer-vs-ingress-when-should-i-use-what-922f010849e0
• https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/