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1. NetworkPolicy简介

在Kubernetes集群中，NetworkPolicy（网络策略）是一种用于控制Pod之间及Pod与外部网络之间流量的资源对象。通过定义NetworkPolicy，可以实现细粒度的网络访问控制，提升集群的安全性，防止未经授权的流量访问敏感服务。

核心功能：

  • 限制不同Pod之间的网络通信
  • 控制Pod与外部网络的流量
  • 支持基于命名空间、标签、IP等多维度的访问规则
  • 配合CNI插件实现网络隔离

注意：NetworkPolicy的生效依赖于底层网络插件（如Calico、Cilium、Weave等）对其支持。

默认行为说明​

如果没有手动创建任何NetworkPolicy资源，Kubernetes集群默认不会应用任何网络隔离策略：

  • 所有Pod之间的网络通信都是允许的，无论是否属于同一命名空间。
  • 外部流量也可以访问Pod（只要有合适的Service或端口暴露），没有基于NetworkPolicy的限制。
  • 只有为某些Pod创建了NetworkPolicy后，这些被选中的Pod才会受到流量限制。未被任何策略选中的Pod依然是“全开放”状态。

结论：Kubernetes的NetworkPolicy是“显式生效”，未定义时网络是“全通”的。若需实现安全隔离，务必主动为关键业务Pod编写NetworkPolicy策略。

2. NetworkPolicy配置与YAML属性详解

NetworkPolicy通过YAML文件进行定义，主要包含以下关键字段：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: example-network-policy
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: db
  policyTypes:
    - Ingress
    - Egress
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: frontend
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 3306
  egress:
    - to:
        - ipBlock:
            cidr: 10.0.0.0/24
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 53

主要属性说明：

  • podSelector：选择要应用该策略的Pod（通过标签匹配）
  • policyTypes：指定策略类型（Ingress入站、Egress出站）
  • ingress：定义允许哪些流量进入选中Pod
  • egress：定义允许哪些流量从选中Pod流出
  • from/to：来源或目标，可以是Pod、Namespace、IP块等
  • ports：允许的端口和协议
  • ipBlock：基于IP范围的规则

3. 常见NetworkPolicy功能配置

3.1 只允许同命名空间内访问​

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-same-namespace
  namespace: default
spec:
  podSelector: {}
  ingress:
    - from:
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              kubernetes.io/metadata.name: default

3.2 只允许特定Pod访问​

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-specific-pod
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: backend
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              app: frontend

3.3 拒绝所有入站流量（默认拒绝）​

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: deny-all-ingress
  namespace: default
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
    - Ingress
  ingress: []

3.4 允许DNS和外部互联网访问​

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-dns-egress
  namespace: default
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
    - Egress
  egress:
    - to:
        - ipBlock:
            cidr: 0.0.0.0/0
      ports:
        - protocol: UDP
          port: 53

4. 典型业务场景与实现示例

4.1 数据库仅允许应用层访问​

场景说明：数据库Pod只允许来自应用Pod的访问，禁止其他流量。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: db-only-allow-app
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: db
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: app
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 3306

4.2 多租户环境下的命名空间隔离​

场景说明：不同租户的命名空间之间完全隔离，互不访问。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: tenant-ns-isolation
  namespace: tenant-a
spec:
  podSelector: {}
  ingress:
    - from:
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              name: tenant-a

4.3 允许监控系统访问所有Pod​

场景说明：Prometheus等监控Pod需要采集全集群数据。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-prometheus
  namespace: default
spec:
  podSelector: {}
  ingress:
    - from:
        - namespaceSelector: {}
          podSelector:
            matchLabels:
              app: prometheus

4.4 仅允许Pod访问外部特定IP​

场景说明：业务Pod只能访问公司内网或指定外部服务。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-egress-to-internal
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: backend
  policyTypes:
    - Egress
  egress:
    - to:
        - ipBlock:
            cidr: 10.1.0.0/16

5. 总结与最佳实践

  • 制定NetworkPolicy时建议先从最小权限原则出发，逐步放开必要流量
  • 配合标签、命名空间合理划分访问边界
  • 部署前建议在测试环境充分验证策略效果，避免误伤业务流量
  • 关注CNI插件兼容性和性能影响

NetworkPolicy是提升Kubernetes集群安全性的重要手段，合理配置可有效防止横向攻击和数据泄露，是生产环境必不可少的安全保障。

6. 参考资料