实用教程 | 云原生安全平台 NeuVector 部署

Posted 2022-03-09 RancherLabs

作者简介
万绍远，CNCF 基金会官方认证 Kubernetes CKA&CKS 工程师，云原生解决方案架构师。对 ceph、Openstack、Kubernetes、prometheus 技术和其他云原生相关技术有较深入的研究。参与设计并实施过多个金融、保险、制造业等多个行业 IaaS 和 PaaS 平台设计和应用云原生改造指导。

前 言

NeuVector 是业界首个端到端的开源容器安全平台，唯一为容器化工作负载提供企业级零信任安全的解决方案。本文将从以下 5 个方面详细介绍如何部署 NeuVector：

1. NeuVector 概览

2. NeuVector 安装

3. 高可用架构设计

4. 多云安全管理

5. 其他配置

1.NeuVector 概览

NeuVector 致力于保障企业级容器平台安全，可以提供实时深入的容器网络可视化、东西向容器网络监控、主动隔离和保护、容器主机安全以及容器内部安全，容器管理平台无缝集成并且实现应用级容器安全的自动化，适用于各种云环境、跨云或者本地部署等容器生产环境。

2021年， NeuVector 被 SUSE 收购，并在 2022 年 1 月完成开源，成为业界首个端到端的开源容器安全平台，唯一为容器化工作负载提供企业级零信任安全的解决方案。

项目地址：https://github.com/neuvector/neuvector

本文主要基于 NeuVector 首个开源版 NeuVector:5.0.0-preview.1 进行介绍。

1.1. 架构解析

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

• Controller ：整个 NeuVector 的控制模块，API 入口，包括配置下发，高可用主要考虑 Controller 的 HA ，通常建议部署 3 个 Controller 模块组成集群。
• Enforcer ：主要用于安全策略部署下发和执行，DaemonSet 类型会在每个节点部署。
• Manager：提供 web-UI(仅HTTPS) 和 CLI 控制台，供用户管理 NeuVector 。
• Scanner ：对节点、容器、Kubernetes 、镜像进行 CVE 漏洞扫描
• Updater ：cronjob ，用于定期更新 CVE 漏洞库

1.2.主要功能概览

• 安全漏洞扫描
• 容器网络流量可视化
• 网络安全策略定义
• L7 防火墙
• CICD 安全扫描
• 合规分析

本文重点介绍安装部署，具体功能将在后续文章中深入介绍。

2.NeuVector 安装

安装环境
软件版本：
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

创建 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

检查是否有以下 RBAC 对象

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

底层 Runtime 为 Docker

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

底层 Runtime 为 Containerd（对于 k3s 和 rke2 可以使用此 yaml 文件）

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

1.21 以下的 Kubernetes 版本会提示以下错误，将 yaml 文件下载将 batch/v1 修改为 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 还处于 beta 阶段，1.21 版本开始 cronjob 才正式 GA 。

默认部署web-ui使用的是loadblance类型的Service，为了方便访问修改为NodePort，也可以通过 Ingress 对外提供服务

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]'

访问 https://node_ip:30888
默认密码为 admin/admin

点击头像旁的 My profile 页面进入设置页面，设置密码和语言

2.2. Helm 部署

添加 repo

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

创建 namespace

kubectl create namespace neuvector

创建 ServiceAccount

kubectl create serviceaccount neuvector -n neuvector

helm 安装

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 参数查看：
https://github.com/neuvector/neuvector-helm/tree/master/charts/core

3. 高可用架构设计

NeuVector-HA 主要需要考虑 Controller 模块的 HA，只要有一个 Controller 处于打开状态，所有数据都将在 3 个副本之间之间同步。

Controller 数据主要存储在 /var/neuvector/ 目录中，但出现 POD 重建或集群重新部署时，会自动从此目录加载备份文件，进行集群恢复。

3.1.部署策略

NeuVector 官方提供四种 HA 部署模式

方式一：不进行任何调度限制，由 Kubernetes 进行自由调度管理管理。

方式二：NeuVector control 组件 (manager,controller）+enforce、scanner组件配置调度 label 限制和污点容忍，与 Kubernetes master 节点部署一起。

方式三：给 Kubernetes 集群中通过 Taint 方式建立专属的 NeuVector 节点，只允许 Neuvector control 组件部署。

方式四：NeuVector control 组件 (manager,controller）配置调度 label 限制和污点容忍，与 Kubernetes master 节点部署一起。k8s-master 不部署 enforce 和 scanner 组件，意味着 master 节点不在接受扫描和策略下发。

以方式二为例，进行部署

给 master 节点打上特定标签

kubectl label nodes nodename nvcontroller=true

获取节点 Taint

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

以 Rancher 部署的节点 master 节点为例

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

编辑部署的 yaml 给 NeuVector-control 组件（manager,controller）添加 nodeSelector 和 tolerations 给 enforce、scanner 组件只添加 tolerations 。

例如以 manager 组件为例：

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.数据持久化

配置环境变量启用配置数据持久化

- env:
  - name: CTRL_PERSIST_CONFIG

配置此环境变量后，默认情况下 NeuVector-Controller 会将数据存储在 /var/neuvector 目录内，默认此目录是 hostpath 映射在 POD 所在宿主机的 /var/neuvector 目录内。

若需要更高级别数据可靠性也可以通过 PV 对接 nfs 或其他支出多读写的存储中。

这样当出现 NeuVector-Controller 三个 POD 副本同时都销毁，宿主机都完全不可恢复时，也不会有数据配置数据丢失。

以下以 NFS 为例。

部署 nfs

创建 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，添加 pvc 信息，将 /var/neuvector 目录映射到 nfs 中（默认是hostpath映射到本地)

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 中挂载 nfs 目录

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

4.多云安全管理

在实际生产应用中，会存在对多个集群进行安全进行管理，NeuVector 支持集群联邦功能。

需要在一个集群上暴露 Federation Master 服务，在每个远端集群上部署 Federation Worker 服务。为了更好的灵活性，可以在每个集群同时启用 Federation Master 和 Federation Worker 服务。

在每个集群部署此 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

将其中一个集群升级为主集群

将其中一个集群升级为主集群，配置连接远程暴露 ip 和对 remot cluster 可达的端口。

在主集群中，生成 token，用于其他 remote cluster 连接。

在 remote cluster 中配置加入主集群，配置 token 和连接端子

在界面可以对多个 NeuVector 集群进行管理

5.其他配置

5.1.升级

若是采用 yaml 文件方式部署的 NeuVector 直接更新对应的组件镜像 tag 即可完成升级。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

若是采用 Helm 部署的 NeuVector，则直接执行 helm update 配置对应参数即可。

5.2.卸载

删除部署的组件

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

删除配置的 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

删除对应的 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

总结：

SUSE 此次开源的 NeuVector 是一个成熟稳定的容器安全管理平台，未来 NeuVector 会和 Rancher 产品更好地融合。