Rate this post

Azure Kubernetes Service (AKS) став основою для багатьох корпоративних контейнеризованих робочих навантажень, пропонуючи розробникам та операційним командам зручну платформу для розгортання, керування й масштабування застосунків. У центрі AKS знаходиться мережева інфраструктура — ключовий компонент, що визначає зв’язність, продуктивність і безпеку. Розуміння різних мережевих моделей, конфігурацій і найкращих практик в AKS гарантує, що робочі навантаження залишатимуться відмовостійкими, відповідатимуть вимогам та будуть високодоступними.

У цьому гіді ми розглянемо мережеву архітектуру AKS, від базових принципів до просунутих технічних конфігурацій, щоб допомогти організаціям оптимізувати свої хмарні середовища.

Основні концепції мереж в AKS

Модель мережевого кластера

Під час розгортання кластерів AKS мережа має бути визначена заздалегідь. AKS підтримує дві основні моделі:

  1. Kubenet Networking
    • Легка мережева модель за замовчуванням.
    • Pod-и отримують IP-адреси з приватного діапазону всередині кластера.
    • Вихідні підключення виконуються через NAT.
    • Менш складна, але потребує налаштування маршрутів для зв’язку pod-ів на різних вузлах.
  2. Azure CNI (Container Networking Interface)
    • Pod-и отримують IP-адреси безпосередньо з віртуальної мережі (VNet).
    • Повна інтеграція з Azure VNet.
    • Спрощує взаємодію із зовнішніми ресурсами, але потребує ретельного планування IP-адрес.

Компоненти мереж в AKS

  • Virtual Networks (VNet): логічна сегментація мережі.
  • Підмережі: виділення IP-діапазонів для вузлів, pod-ів та сервісів.
  • Балансувальники навантаження: керування вхідним та внутрішнім трафіком.
  • Ingress-контролери: маршрутизація HTTP/HTTPS із SSL-термінацією.
  • DNS-сервіси: service discovery всередині кластера.

Проектування віртуальних мереж для AKS

Планування VNet і підмереж

Грамотний дизайн VNet критично важливий для масштабованої інфраструктури AKS. Рекомендується:

  • Виділяти окремі підмережі для системних вузлів, користувацьких вузлів і pod-ів.
  • Використовувати широкі діапазони IP-адрес при застосуванні Azure CNI, щоб уникнути їх вичерпання.
  • Резервувати підмережі для ingress-контролерів і Application Gateway.

Пірингові з’єднання та гібридна зв’язність

Часто кластери AKS мають безпечно підключатися до локальних систем або інших VNet. Для цього використовуються:

  • VNet Peering — швидкі приватні з’єднання з низькою затримкою.
  • VPN Gateway або ExpressRoute — захищені гібридні мережі для корпоративних навантажень.
  • Private Endpoints — підключення до сервісів (Azure SQL, Storage) без виходу в інтернет.

Керування вхідним і вихідним трафіком

Вхідний трафік у AKS

Для обробки зовнішніх запитів AKS використовує Azure Load Balancer і Ingress-контролери:

  • Azure Standard Load Balancer: підтримує вхідні та вихідні з’єднання.
  • Nginx Ingress Controller: SSL-термінація, маршрутизація за URL, гнучкі правила трафіку.
  • Azure Application Gateway Ingress Controller (AGIC): керування L7-трафіком з інтеграцією WAF.

Вихідний трафік у AKS

Контроль вихідного трафіку забезпечує безпеку:

  • NAT Gateway забезпечує фіксовану вихідну IP-адресу.
  • Azure Firewall надає розширений захист і фільтрацію.
  • Користувацькі маршрути дозволяють точно визначати шлях вихідного трафіку.

DNS та service discovery

CoreDNS у AKS

Кожен кластер AKS включає CoreDNS для внутрішнього розв’язання імен сервісів. Він перетворює назви Kubernetes-сервісів на IP-адреси, забезпечуючи безшовну комунікацію pod-ів.

Приватні DNS-зони

Для інтеграції із зовнішніми або приватними ресурсами Azure Private DNS zones забезпечують надійне розв’язання імен між VNet та гібридними мережами.

Розширені мережеві можливості в AKS

Мережеві політики безпеки

Kubernetes Network Policies регулюють взаємодію pod-ів. В AKS доступні:

  • Azure Network Policies — глибока інтеграція з Azure Networking.
  • Calico Network Policies — гнучке open-source рішення для тонкого налаштування правил.

Політики дозволяють:

  • Блокувати зайвий east-west трафік.
  • Реалізувати zero-trust архітектуру.
  • Відповідати вимогам комплаєнсу.

Private Clusters

Для задач із підвищеною безпекою AKS підтримує приватні кластери, де API-сервер доступний лише з VNet. Це усуває доступ через інтернет і посилює контроль.

Двоадресна мережа (IPv4 + IPv6)

Сучасні застосунки дедалі частіше потребують dual-stack мережі:

  • Збільшення ємності адресації.
  • Підтримка IoT і edge-пристроїв.
  • Підготовка інфраструктури до майбутніх стандартів.

Інтеграція безпеки з мережами AKS

Azure Firewall та NSG

  • Azure Firewall: централізований захист із перевіркою пакетів.
  • NSG (Network Security Groups): правила вхідного/вихідного трафіку на рівні підмережі або NIC.

Разом вони створюють багаторівневий захист кластерів.

Web Application Firewall (WAF)

У поєднанні з Application Gateway, WAF захищає застосунки від вразливостей OWASP Top 10: SQL-ін’єкцій, XSS тощо.

Масштабування та оптимізація продуктивності

Керування IP-адресами

У великих кластерах часто виникає дефіцит IP. Способи вирішення:

  • Використовувати Azure CNI з динамічним виділенням IP.
  • Розподіляти pod-и між кількома підмережами.
  • Застосовувати overlay-мережі, якщо це доцільно.

Оптимізація балансувальника навантаження

  • Для production-середовищ обирайте Standard Load Balancer.
  • Оптимізуйте бекенд-пули та health-проби.

Моніторинг і відлагодження

Використовуйте Azure Monitor та Container Insights для відстеження:

  • Затримок pod-to-pod.
  • Продуктивності DNS.
  • Метрик балансувальників навантаження.

Найкращі практики для мереж AKS

  1. Завчасно плануйте IP-діапазони.
  2. Використовуйте приватні кластери для підвищення безпеки.
  3. Застосовуйте ingress-контролери для керування L7-трафіком.
  4. Налаштовуйте мережеві політики для реалізації zero-trust.
  5. Впроваджуйте моніторинг для аналізу потоків трафіку.
  6. Використовуйте гібридні мережі для корпоративних задач.
  7. Регулярно перевіряйте правила Firewall і NSG.

Висновок

Грамотно спроєктована мережева інфраструктура в Azure Kubernetes Service (AKS) є ключем до безпечного, відмовостійкого й масштабованого запуску контейнеризованих застосунків. Вибір між Kubenet і Azure CNI, впровадження мережевих політик, використання ingress-контролерів і приватних кластерів — кожне рішення напряму впливає на продуктивність і рівень захисту. Дотримуючись найкращих практик, організації зможуть повністю розкрити потенціал AKS і підготувати інфраструктуру до майбутнього.