容器网络硬核技术内幕 (26) 知微知彰,知柔知刚 (下)

2022-07-29 20:27:49 浏览数 (1)

先回答上一期的遗留问题:

交换机的TCAM资源是有限的, 一般在500K以内。我们刚才提到,实现微分段需要在TCAM内查找,这会不会大量消耗交换机的TCAM资源,影响其他业务呢?

那么,我们需要理解一下,在分布式任意播网关模式下,TCAM的使用方式:

让我们回顾这篇:《局域网SDN硬核技术内幕 20 亢龙有悔——规格与限制(上)》。这篇专题中有一个重要的结论是:

TOR交换机在做分布式任意播网关的情况下,需要学习该交换机配置的租户内,所有的虚拟机的FIB表项。

由于在虚拟化/容器化环境中,VM或容器的位置是分散的,因此,实际上大部分FIB表项的key,并不是CIDR,而是具有完整的目的IP的主机路由。(IPv4下为32位主机路由)。我们只需要为其增加微分段的Group ID值,就可以在不消耗额外的TCAM资源的前提下,实现从IP地址查找其Group ID的功能。

好了,在前几期专题中,我们提到了,微分段能让SDN网络“知微,知彰”,但我们也发现,基于微分段的访问控制,是刚性的访问控制,是无状态的。

而我们期望的访问控制却是能跟踪传输层连接状态的柔性控制——

如图,frontend向db发起TCP SYN,三次握手后,连接能够正常建立,双向数据包都可以放通。

反之,db向frontend发起TCP SYN,这种行为将被访问控制阻断:

显然,交换机的ACL是难以实现这一功能的,即使通过可编程的转发平面实现所谓的“自反ACL”,交换机也无法跟踪TCP的状态机,与基于状态的防火墙安全性相差甚远。

因此,我们需要将状态防火墙与微分段结合,才能让容器网络除了“知微,知彰”之外,还可以“知柔,知刚”。

让我们回顾一下上期提到的基于group的访问矩阵:

以传统的web-app-db三层架构为例,我们期望的互访关系如下表:

但如果以TCP的发起/响应关系论,实际上,我们期望的是下表:

如图,红字部分体现了从App向Web的发起访问,从db向app的发起访问均将被拒绝。

显然,我们要区分从App向Web返回的回程流量,和App向Web发起访问的请求,就必须将Web和App之间的流量重新定向到防火墙——

我们的访问矩阵应该改成这样:

这样一来,交换机可以将匹配微分段的数据包重新定向到状态检测防火墙上。状态检测防火墙跟踪Web-App,App-DB之间的TCP状态机,判定是否放行数据包。以Web与App为例,当连接没有建立的时候,任何数据包都会被丢弃,除了web向app发起的TCP SYN以外。

当防火墙完成对三次握手的跟踪,会话进入session established状态,回程数据包才被放通。

显然,对于容器网络,这种柔性控制,才是我们最需要的符合NetworkPolicy定义的实现。

我们小结一下:

在硬件交换机作为容器网络的Overlay网关时,通过微分段实现不同标签的pod隔离,通过微分段重定向到防火墙进行pod之间有状态的访问控制,就能够让容器SDN网络 “知微,知彰,知柔,知刚”。

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