5/5 - (1 голос)

Azure Kubernetes Service (AKS) стал основой для многих корпоративных контейнеризированных рабочих нагрузок, предлагая разработчикам и командам эксплуатации удобную платформу для развертывания, управления и масштабирования приложений. В центре AKS находится сетевая инфраструктура — важный компонент, определяющий связанность, производительность и безопасность. Понимание различных сетевых моделей, конфигураций и лучших практик в AKS гарантирует, что рабочие нагрузки останутся отказоустойчивыми, соответствующими требованиям и высокодоступными.

В этом руководстве мы рассмотрим сетевую архитектуру AKS, начиная с базовых принципов и заканчивая продвинутыми конфигурациями, чтобы помочь организациям оптимизировать свои облачные среды.

Основные концепции сетей в AKS

Модель сетевого кластера

При развертывании кластеров AKS сеть необходимо определять заранее. AKS поддерживает две основные модели:

  1. Kubenet Networking
    • Сетевая модель по умолчанию, легковесная.
    • Подам назначаются IP-адреса из приватного диапазона внутри кластера.
    • Исходящие подключения выполняются через NAT.
    • Менее сложная модель, но требует настройки маршрутов для связи подов на разных узлах.
  2. Azure CNI (Container Networking Interface)
    • Подам назначаются IP-адреса напрямую из виртуальной сети (VNet).
    • Полная интеграция с Azure VNet.
    • Упрощает взаимодействие с внешними ресурсами, но требует тщательного планирования IP-адресов.

Компоненты сетей в AKS

  • Virtual Networks (VNet): логическая сегментация сети.
  • Подсети: выделение IP-диапазонов для узлов, подов и сервисов.
  • Балансировщики нагрузки: управление входящим и внутренним трафиком.
  • Ingress-контроллеры: маршрутизация HTTP/HTTPS с SSL-терминацией.
  • DNS-сервисы: сервис-дискавери внутри кластера.

Проектирование виртуальных сетей для AKS

Планирование VNet и подсетей

Грамотный дизайн VNet критически важен для масштабируемой инфраструктуры AKS. Рекомендуется:

  • Выделять отдельные подсети для системных узлов, пользовательских узлов и подов.
  • Использовать крупные диапазоны IP-адресов при работе с Azure CNI во избежание их исчерпания.
  • Резервировать подсети для ingress-контроллеров и Application Gateway.

Пиринговые соединения и гибридная связанность

Часто кластеры AKS должны безопасно подключаться к локальным системам или другим VNet. Для этого применяются:

  • VNet Peering — быстрые и приватные соединения с низкой задержкой.
  • VPN Gateway или ExpressRoute — защищенные гибридные сети для корпоративных нагрузок.
  • Private Endpoints — подключение к сервисам (Azure SQL, Storage) без выхода в интернет.

Управление входящим и исходящим трафиком

Входящий трафик в AKS

Для обработки запросов извне AKS использует Azure Load Balancer и Ingress-контроллеры:

  • Azure Standard Load Balancer: поддерживает входящие и исходящие подключения.
  • Nginx Ingress Controller: SSL-терминация, маршрутизация по URL, гибкие правила трафика.
  • Azure Application Gateway Ingress Controller (AGIC): управление L7-трафиком с интеграцией WAF.

Исходящий трафик в AKS

Контроль исходящего трафика обеспечивает безопасность:

  • NAT Gateway обеспечивает фиксированный исходящий IP.
  • Azure Firewall дает расширенную защиту и фильтрацию.
  • Пользовательские маршруты позволяют точно задавать путь исходящего трафика.

DNS и сервис-дискавери

CoreDNS в AKS

Каждый кластер AKS включает CoreDNS для внутреннего разрешения имен сервисов. Он преобразует имена Kubernetes-сервисов в IP-адреса, упрощая коммуникацию между подами.

Частные DNS-зоны

При интеграции с внешними или приватными ресурсами Azure Private DNS zones обеспечивают надежное разрешение имен между VNet и гибридными сетями.

Расширенные сетевые возможности в AKS

Сетевые политики безопасности

Kubernetes Network Policies регулируют взаимодействие подов. В AKS доступны:

  • Azure Network Policies — глубокая интеграция с Azure Networking.
  • Calico Network Policies — гибкое open-source решение для тонкой настройки правил.

Политики позволяют:

  • Блокировать лишний east-west трафик.
  • Реализовать zero-trust архитектуру.
  • Соответствовать требованиям комплаенса.

Private Clusters

Для задач с повышенной безопасностью AKS поддерживает приватные кластеры, где API-сервер доступен только из VNet. Это исключает доступ через интернет и усиливает контроль.

Двуадресная сеть (IPv4 + IPv6)

Современные приложения всё чаще требуют dual-stack сети:

  • Увеличение емкости адресации.
  • Поддержка IoT и edge-устройств.
  • Подготовка инфраструктуры к будущим стандартам.

Интеграция безопасности с сетями AKS

Azure Firewall и NSG

  • Azure Firewall: централизованная защита с инспекцией пакетов.
  • NSG (Network Security Groups): правила входящего/исходящего трафика на уровне подсети или NIC.

Вместе они создают многоуровневую защиту кластеров.

Web Application Firewall (WAF)

При использовании с Application Gateway, WAF защищает приложения от уязвимостей OWASP Top 10: SQL-инъекции, XSS и др.

Масштабирование и оптимизация производительности

Управление IP-адресами

В больших кластерах часто возникает дефицит IP. Способы решения:

  • Использовать Azure CNI с динамическим выделением IP.
  • Разделять поды по разным подсетям.
  • Применять overlay-сети, если это уместно.

Оптимизация балансировщика нагрузки

  • Для продакшн-сред выбирайте Standard Load Balancer.
  • Оптимизируйте пулы бэкендов и health-пробы.

Мониторинг и отладка

Используйте Azure Monitor и Container Insights для отслеживания:

  • Задержек pod-to-pod.
  • Производительности DNS.
  • Метрик балансировщиков нагрузки.

Лучшие практики для сетей AKS

  1. Заблаговременно планируйте IP-диапазоны.
  2. Используйте приватные кластеры для повышения безопасности.
  3. Применяйте ingress-контроллеры для управления L7-трафиком.
  4. Настраивайте сетевые политики для реализации zero-trust.
  5. Внедряйте мониторинг для анализа потоков трафика.
  6. Используйте гибридные сети для корпоративных задач.
  7. Регулярно проверяйте правила Firewall и NSG.

Заключение

Грамотно спроектированная сетевая инфраструктура в Azure Kubernetes Service (AKS) является ключом к безопасному, отказоустойчивому и масштабируемому запуску контейнеризированных приложений. Выбор между Kubenet и Azure CNI, внедрение сетевых политик, использование ingress-контроллеров и приватных кластеров — каждое решение напрямую влияет на производительность и уровень защиты. Следуя лучшим практикам, организации смогут раскрыть весь потенциал AKS и подготовить инфраструктуру к будущему.