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
-
高可用架构设计
-
多云安全管理
-
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。
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