使用Kubernetes的挑战和应对技巧

女爷i 2022-12-08 15:42 142阅读 0赞

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从2000年FREEBSD( 一种可免费使用的UNIX操作系统 ) 亮相，容器技术不断发展，**到如今，容器已牢牢占据着现代软件交付的中心地位**。**Kubernetes是当今容器编排的事实上的标准，并且是容器化领域中最好的**。正如预测的那样，到2023年，全球70％以上的企业将运行两个或多个容器化应用程序。

但是，Kubernetes目前仍然很复杂。即使Kubernetes在测试环境中运行平稳，在生产环境中也需要谨慎地运行它，以避免出现陷阱。

如果考虑在你的环境中使用Kubernetes，请注意以下几个方面：

# Kubernetes挑战 #

## 掌握复杂性 ##

部署完整的K8S基础架构时，需要配置的组件数量众多，使得部署过程变得复杂艰巨：

1.  **DNS设置：**需要考虑和某些Linux发行版是否发生冲突，还有DNS搜索限制等。
2.  **负载均衡**：需要考虑许多因素，例如在托管的K8S或外部负载均衡器之间进行选择。
3.  **资源约束**：可以在容器，节点甚至命名空间级别定义资源约束，每种约束都有其优缺点。
4.  **基于角色的访问控制（RBAC）**：跨多个Pod，节点和名称空间的“角色”和“集群角色”需要进行认真规划和实施。
5.  **监测指标**：尽管K8S提供了有关容器，pod，服务和集群级别的应用程序资源使用的详细信息，但是应用程序监视分散在多个应用程序和工具中，汇总起来比较麻烦。

## 加强安全性 ##

在K8S环境中实施安全性，需要考虑到由于部署微服务而导致软件的攻击面增加。K8S虽然易于部署，但无法严格管理和控制它们会产生新的漏洞。需要考虑的一些要素是：

1.  **镜像的安全**
2.  **节点访问控制**
3.  **网络隔离**
4.  **API管理**
5.  **统一身份认证服务**

集成以上这些元素所涉及的复杂性也常常被低估，并导致许多安全漏洞。根据2020年有关“Kubernetes安全状态”的研究“ ，94％的受访者在过去12个月内在其Kubernetes和容器环境中经历了安全事件。

1.  **K8S漏洞**–在容器化环境中，攻击者可以使用“特权容器( privileged containers )”来获得特权。特权容器是指具有主机所有功能的容器。因此，获得对此类容器的访问权限可以授予攻击者权限，并可以访问所有主机资源。
2.  **扩展实例**– K8S的生产环境中经常需要快速扩展数百个Pod，如果无效的监视和日志记录可能会导致无法诊断故障。
3.  **自动伸缩–**配置垂直，水平或组合的自动伸缩过程需要对所需资源范围（节点的最小和最大CPU和内存）进行深入评估。
4.  **更新**：当社区发布K8S的新版本时，如果需要升级生产集群，最好不要导致应用程序宕机。
5.  **资源管理**–没有设置资源限制，会带来宕机的风险。
6.  **监视**–有效监视系统运行信息，对于故障诊断至关重要。

## Kubernetes 最佳实践 ##

但是，我们可以采用一些最佳实践，来在生产环境中安全地操作K8S：

1.  **使用非Root权限运行容器**：如果容器发生破坏，Root权限的容器会扩大风险。
2.  **实施RBAC**：正确配置RBAC策略，以确保它们至少满足K8S的最低要求，并且最好根据特定的角色访问资源，以最大程度地提高安全性。
3.  **实施全面的测试**：在部署生产环境之前，必须系统地运行包括功能测试，用户测试和负载测试在内的全面测试。
4.  **滚动升级避免使用latest 标签**。
5.  **配置CI/CD-流水线**：正确配置CI/CD流水线对于提高软件质量和安全性，以及加快发布速度至关重要。自动化的集成和部署工具可以帮助实现这一点。
6.  **镜像仓库和部署管理**：确保将Docker镜像安全地存储在镜像仓库中，可以启用镜像管理工作流。适当的管理，可确保镜像签名，安全性，LDAP集成等方面的一致性。使用部署管理器（例如Helm）可以简化基于K8S的应用程序定义，安装和升级阶段的管理。
7.  **使用Pod安全策略（PSP）**：Pod Security Policies（PSP）是集群级的Pod安全策略，自动为集群内的Pod和Volume设置Security Context。。
8.  **镜像扫描**：尤其是在使用外部镜像之前，首先需要对其进行扫描可降低引入漏洞的风险。另外，Kubei是一个不错的新工具，它“仅扫描在运行时部署的镜像，它取代了扫描整个镜像仓库。”
9.  **使用Service Mesh(服务网格)**：服务网格有助于确保服务交互经过授权，认证，从而确保通信安全。
10. **使用指标，CPU状态和仪表板来衡量运行状况**：无效的监视和日志记录可能导致无法诊断软件故障。

译文链接： [https://dzone.com/articles/the-challenges-of-adopting-k8s-for-production-and][https_dzone.com_articles_the-challenges-of-adopting-k8s-for-production-and]

[kubernetes]: https://www.kubernetes.org.cn/
[Link 1]: https://www.kubernetes.org.cn/8231.html
[https_dzone.com_articles_the-challenges-of-adopting-k8s-for-production-and]: https://dzone.com/articles/the-challenges-of-adopting-k8s-for-production-and