實用教程 | 雲原生安全平臺 NeuVector 部署

Rancher發表於2022-03-09
作者簡介
萬紹遠，CNCF 基金會官方認證 Kubernetes CKA&CKS 工程師，雲原生解決方案架構師。對 ceph、Openstack、Kubernetes、prometheus 技術和其他雲原生相關技術有較深入的研究。參與設計並實施過多個金融、保險、製造業等多個行業 IaaS 和 PaaS 平臺設計和應用雲原生改造指導。

前 言

NeuVector 是業界首個端到端的開源容器安全平臺，唯一為容器化工作負載提供企業級零信任安全的解決方案。本文將從以下 5 個方面詳細介紹如何部署 NeuVector：

  1. NeuVector 概覽
  2. NeuVector 安裝
  3. 高可用架構設計
  4. 多雲安全管理
  5. 其他配置

1.NeuVector 概覽

NeuVector 致力於保障企業級容器平臺安全，可以提供實時深入的容器網路視覺化、東西向容器網路監控、主動隔離和保護、容器主機安全以及容器內部安全，容器管理平臺無縫整合並且實現應用級容器安全的自動化，適用於各種雲環境、跨雲或者本地部署等容器生產環境。

2021年， NeuVector 被 SUSE 收購，並在 2022 年 1 月完成開源，成為業界首個端到端的開源容器安全平臺，唯一為容器化工作負載提供企業級零信任安全的解決方案。

專案地址：https://github.com/neuvector/...

本文主要基於 NeuVector 首個開源版 NeuVector:5.0.0-preview.1 進行介紹。

1.1. 架構解析

NeuVector 本身包含 Controller、Enforcer、Manager、Scanner 和 Updater 模組。 

  • Controller ：整個 NeuVector 的控制模組，API 入口，包括配置下發，高可用主要考慮 Controller 的 HA ，通常建議部署 3 個 Controller 模組組成叢集。
  • Enforcer ：主要用於安全策略部署下發和執行，DaemonSet 型別會在每個節點部署。
  • Manager：提供 web-UI(僅HTTPS) 和 CLI 控制檯，供使用者管理 NeuVector 。
  • Scanner ：對節點、容器、Kubernetes 、映象進行 CVE 漏洞掃描
  • Updater ：cronjob ，用於定期更新 CVE 漏洞庫

1.2.主要功能概覽

  • 安全漏洞掃描
  • 容器網路流量視覺化
  • 網路安全策略定義
  • L7 防火牆
  • CICD 安全掃描
  • 合規分析

本文重點介紹安裝部署，具體功能將在後續文章中深入介紹。

2.NeuVector 安裝

安裝環境
軟體版本：
OS：Ubuntu18.04
Kubernetes：1.20.14
Rancher：2.5.12
Docker：19.03.15
NeuVector：5.0.0-preview.1

2.1. 快速部署

建立 namespace

kubectl create namespace neuvector

部署 CRD( Kubernetes 1.19+ 版本)

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/crd-k8s-1.19.yaml

部署 CRD(Kubernetes 1.18或更低版本)

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/crd-k8s-1.16.yaml

配置 RBAC

kubectl create clusterrole neuvector-binding-app --verb=get,list,watch,update --resource=nodes,pods,services,namespaces
kubectl create clusterrole neuvector-binding-rbac --verb=get,list,watch --resource=rolebindings.rbac.authorization.k8s.io,roles.rbac.authorization.k8s.io,clusterrolebindings.rbac.authorization.k8s.io,clusterroles.rbac.authorization.k8s.io
kubectl create clusterrolebinding neuvector-binding-app --clusterrole=neuvector-binding-app --serviceaccount=neuvector:default
kubectl create clusterrolebinding neuvector-binding-rbac --clusterrole=neuvector-binding-rbac --serviceaccount=neuvector:default
kubectl create clusterrole neuvector-binding-admission --verb=get,list,watch,create,update,delete --resource=validatingwebhookconfigurations,mutatingwebhookconfigurations
kubectl create clusterrolebinding neuvector-binding-admission --clusterrole=neuvector-binding-admission --serviceaccount=neuvector:default
kubectl create clusterrole neuvector-binding-customresourcedefinition --verb=watch,create,get --resource=customresourcedefinitions
kubectl create clusterrolebinding  neuvector-binding-customresourcedefinition --clusterrole=neuvector-binding-customresourcedefinition --serviceaccount=neuvector:default
kubectl create clusterrole neuvector-binding-nvsecurityrules --verb=list,delete --resource=nvsecurityrules,nvclustersecurityrules
kubectl create clusterrolebinding neuvector-binding-nvsecurityrules --clusterrole=neuvector-binding-nvsecurityrules --serviceaccount=neuvector:default
kubectl create clusterrolebinding neuvector-binding-view --clusterrole=view --serviceaccount=neuvector:default
kubectl create rolebinding neuvector-admin --clusterrole=admin --serviceaccount=neuvector:default -n neuvector

檢查是否有以下 RBAC 物件

kubectl get clusterrolebinding  | grep neuvector
kubectl get rolebinding -n neuvector | grep neuvector

kubectl get clusterrolebinding  | grep neuvector

neuvector-binding-admission                            ClusterRole/neuvector-binding-admission                            44h
neuvector-binding-app                                  ClusterRole/neuvector-binding-app                                  44h
neuvector-binding-customresourcedefinition             ClusterRole/neuvector-binding-customresourcedefinition             44h
neuvector-binding-nvadmissioncontrolsecurityrules      ClusterRole/neuvector-binding-nvadmissioncontrolsecurityrules      44h
neuvector-binding-nvsecurityrules                      ClusterRole/neuvector-binding-nvsecurityrules                      44h
neuvector-binding-nvwafsecurityrules                   ClusterRole/neuvector-binding-nvwafsecurityrules                   44h
neuvector-binding-rbac                                 ClusterRole/neuvector-binding-rbac                                 44h
neuvector-binding-view                                 ClusterRole/view                                                   44h
kubectl get rolebinding -n neuvector | grep neuvector
neuvector-admin         ClusterRole/admin            44h
neuvector-binding-psp   Role/neuvector-binding-psp   44h

部署 NeuVector

底層 Runtime 為 Docker

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/neuvector-docker-k8s.yaml

底層 Runtime 為 Containerd（對於 k3s 和 rke2 可以使用此 yaml 檔案）

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/neuvector-containerd-k8s.yaml

1.21 以下的 Kubernetes 版本會提示以下錯誤，將 yaml 檔案下載將 batch/v1 修改為 batch/v1beta1

error: unable to recognize "https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/neuvector-docker-k8s.yaml": no matches for kind "CronJob" in version "batch/v1"

1.20.x cronjob 還處於 beta 階段，1.21 版本開始 cronjob 才正式 GA 。

預設部署web-ui使用的是loadblance型別的Service，為了方便訪問修改為NodePort，也可以通過 Ingress 對外提供服務

kubectl patch  svc neuvector-service-webui  -n neuvector --type='json' -p '[{"op":"replace","path":"/spec/type","value":"NodePort"},{"op":"add","path":"/spec/ports/0/nodePort","value":30888}]'

訪問 https://node_ip:30888
預設密碼為 admin/admin

點選頭像旁的 My profile 頁面進入設定頁面，設定密碼和語言

2.2. Helm 部署

新增 repo

helm repo add neuvector https://neuvector.github.io/neuvector-helm/
helm search repo neuvector/core

建立 namespace

kubectl create namespace neuvector

建立 ServiceAccount

kubectl create serviceaccount neuvector -n neuvector

helm 安裝

helm install neuvector --namespace neuvector neuvector/core  --set registry=docker.io  --set
tag=5.0.0-preview.1 --set=controller.image.repository=neuvector/controller.preview --
set=enforcer.image.repository=neuvector/enforcer.preview --set 
manager.image.repository=neuvector/manager.preview --set 
cve.scanner.image.repository=neuvector/scanner.preview --set cve.updater.image.repository=neuvector/updater.preview

Helm-chart 引數檢視：
https://github.com/neuvector/...

3. 高可用架構設計

NeuVector-HA 主要需要考慮 Controller 模組的 HA，只要有一個 Controller 處於開啟狀態，所有資料都將在 3 個副本之間之間同步。

Controller 資料主要儲存在 /var/neuvector/ 目錄中，但出現 POD 重建或叢集重新部署時，會自動從此目錄載入備份檔案，進行叢集恢復。

3.1.部署策略

NeuVector 官方提供四種 HA 部署模式

方式一：不進行任何排程限制，由 Kubernetes 進行自由排程管理管理。

方式二：NeuVector control 元件 (manager,controller）+enforce、scanner元件配置排程 label 限制和汙點容忍，與 Kubernetes master 節點部署一起。

方式三：給 Kubernetes 叢集中通過 Taint 方式建立專屬的 NeuVector 節點，只允許 Neuvector control 元件部署。

方式四：NeuVector control 元件 (manager,controller）配置排程 label 限制和汙點容忍，與 Kubernetes master 節點部署一起。k8s-master 不部署 enforce 和 scanner 元件，意味著 master 節點不在接受掃描和策略下發。

以方式二為例，進行部署

給 master 節點打上特定標籤

kubectl label nodes nodename nvcontroller=true

獲取節點 Taint

kubectl get node nodename -o yaml|grep -A 5 taint

以 Rancher 部署的節點 master 節點為例

taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/controlplane
    value: "true"
  - effect: NoExecute
    key: node-role.kubernetes.io/etcd

編輯部署的 yaml 給 NeuVector-control 元件（manager,controller）新增 nodeSelector 和 tolerations 給 enforce、scanner 元件只新增 tolerations 。

例如以 manager 元件為例：

kind: Deployment
metadata:
  name: neuvector-manager-pod
  namespace: neuvector
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: neuvector-manager-pod
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: neuvector-manager-pod
    spec:
      nodeSelector:
        nvcontroller: "true"
      containers:
        - name: neuvector-manager-pod
          image: neuvector/manager.preview:5.0.0-preview.1
          env:
            - name: CTRL_SERVER_IP
              value: neuvector-svc-controller.neuvector
      restartPolicy: Always
      tolerations:
      - effect: NoSchedule
        key: "node-role.kubernetes.io/controlplane"
        operator: Equal
        value: "true"
      - effect: NoExecute
        operator: "Equal"
        key: "node-role.kubernetes.io/etcd"
        value: "true"

3.2.資料持久化

配置環境變數啟用配置資料持久化

- env:
  - name: CTRL_PERSIST_CONFIG

配置此環境變數後，預設情況下 NeuVector-Controller 會將資料儲存在 /var/neuvector 目錄內，預設此目錄是 hostpath 對映在 POD 所在宿主機的 /var/neuvector 目錄內。

若需要更高階別資料可靠性也可以通過 PV 對接 nfs 或其他支出多讀寫的儲存中。

這樣當出現 NeuVector-Controller 三個 POD 副本同時都銷燬，宿主機都完全不可恢復時，也不會有資料配置資料丟失。

以下以 NFS 為例。

部署 nfs

建立 pv 和 pvc

cat <<EOF | kubectl apply -f -

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: neuvector-data
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany 
  nfs:
    path: /nfsdata
    server: 172.16.0.195 

EOF
cat <<EOF | kubectl apply -f -

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: neuvector-data
  namespace: neuvector
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
EOF

修改 NeuVector-Controller 部署 yaml，新增 pvc 資訊，將 /var/neuvector 目錄對映到 nfs 中（預設是hostpath對映到本地)

spec:
  template:
    spec:
      volumes:
        - name: nv-share
#         hostPath:                        // replaced by persistentVolumeClaim
#           path: /var/neuvector        // replaced by persistentVolumeClaim
          persistentVolumeClaim:
            claimName: neuvector-data

或直接在 NeuVector 部署 yaml 中掛載 nfs 目錄

volumes:
      - name: nv-share
        nfs:
          path: /opt/nfs-deployment
          server: 172.26.204.144

4.多雲安全管理

在實際生產應用中，會存在對多個叢集進行安全進行管理，NeuVector 支援叢集聯邦功能。

需要在一個叢集上暴露 Federation Master 服務，在每個遠端叢集上部署 Federation Worker 服務。為了更好的靈活性，可以在每個叢集同時啟用 Federation Master 和 Federation Worker 服務。

在每個叢集部署此 yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: neuvector-service-controller-fed-master
  namespace: neuvector
spec:
  ports:
  - port: 11443
    name: fed
    nodePort: 30627
    protocol: TCP
  type: NodePort
  selector:
    app: neuvector-controller-pod

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: neuvector-service-controller-fed-worker
  namespace: neuvector
spec:
  ports:
  - port: 10443
    name: fed
    nodePort: 31783
    protocol: TCP
  type: NodePort
  selector:
    app: neuvector-controller-pod

將其中一個叢集升級為主叢集

將其中一個叢集升級為主叢集，配置連線遠端暴露 ip 和對 remot cluster 可達的埠。

在主叢集中，生成 token，用於其他 remote cluster 連線。

在 remote cluster 中配置加入主叢集，配置 token 和連線端子

在介面可以對多個 NeuVector 叢集進行管理

5.其他配置

5.1.升級

若是採用 yaml 檔案方式部署的 NeuVector 直接更新對應的元件映象 tag 即可完成升級。如

kubectl set imagedeployment/neuvector-controller-podneuvector-controller-pod=neuvector/controller:2.4.1 -n neuvector
kubectl set image -n neuvectords/neuvector-enforcer-pod neuvector-enforcer-pod=neuvector/enforcer:2.4.1

若是採用 Helm 部署的 NeuVector，則直接執行 helm update 配置對應引數即可。

5.2.解除安裝

刪除部署的元件

kubectl delete -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/neuvector-docker-k8s.yaml

刪除配置的 RBAC

kubectl get clusterrolebinding  | grep neuvector|awk '{print $1}'|xargs kubectl delete clusterrolebinding
kubectl get rolebinding -n neuvector | grep neuvector|awk '{print $1}'|xargs kubectl delete rolebinding -n neuvector

刪除對應的 CRD

kubectl delete -f  https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/crd-k8s-1.19.yaml

kubectl delete -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/waf-crd-k8s-1.19.yaml

kubectl delete -f https://raw.githubusercontent.com/neuvector/manifests/main/kubernetes/5.0.0/admission-crd-k8s-1.19.yaml

總結：

SUSE 此次開源的 NeuVector 是一個成熟穩定的容器安全管理平臺，未來 NeuVector 會和 Rancher 產品更好地融合。

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