kubewarden

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Kubewarden은 쿠버네티스(Kubernetes) 클러스터의 보안과 정책 준수를 관리하기 위한 도구입니다.

Kubewarden을 사용하면, 클러스터에 어떤 파드(Pod, 쿠버네티스에서 애플리케이션을 실행하는 단위)가 생성되거나 업데이트될 때 적용되는 규칙이나 정책을 설정할 수 있습니다.

• Kubewarden은 WebAssembly(WASM)와 쿠버네티스 admission controllers를 결합한 도구로, 다양한 언어로 작성된 정책을 컴파일하여 쿠버네티스에서 실행할 수 있게 해줍니다.
  • 쿠버네티스의 Admission Controllers
    • 쿠버네티스의 Admission Controllers는 쿠버네티스 API 서버로의 요청을 가로채서 검사하고, 수정하거나 거부하는 역할을 합니다.
    • 이들은 쿠버네티스 클러스터에서 리소스(파드, 서비스 등)의 생성, 업데이트, 삭제 등의 요청이 처리되기 전에 특정 규칙이나 정책을 적용합니다.
    • 예를 들어, 특정 파드가 너무 많은 CPU 자원을 요청하는 것을 막거나, 특정 네임스페이스에서만 리소스를 생성할 수 있도록 제한하는 등의 작업을 수행합니다.
    • Admission Controllers는 쿠버네티스의 보안과 정책 준수를 강화하는 데 중요한 역할을 합니다.
• Kubewarden을 사용하면 정의된 정책을 적용하고, 이 정책들이 쿠버네티스 API로의 요청을 수락, 거부 또는 변경할 수 있습니다.
  
  Kubewarden의 정책 모듈은 컨테이너 이미지로 참조되며, 이는 정책을 이미지에 저장하고 있다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 특정 이미지가 권한 있는 파드의 실행을 방지하는 정책을 가지고 있을 수 있습니다. 
  • 예시

apiVersion: policies.kubewarden.io/v1
kind: ClusterAdmissionPolicy
metadata:
  name: validate-pod-security-standards
spec:
  module: registry://ghcr.io/kubewarden/policies/validate-pod-security-standards:v1.0.0
  rules:
  - apiGroups: [""]
    apiVersions: ["v1"]
    resources: ["pods"]
    operations:
    - CREATE
    - UPDATE
  mutating: false
  settings: 
    requiredLabels: # 파드에 반드시 존재해야 하는 레이블들을 정의합니다.
      - "app.kubernetes.io/name"
      - "app.kubernetes.io/version"
    requiredAnnotations: # 파드에 반드시 존재해야 하는 어노테이션을 정의합니다.
      - "kubewarden.policy/owner"
    enforceRunAsNonRoot: true # 파드가 Non-root 사용자로 실행되어야 한다는 요구사항을 설정합니다.
    allowedCapabilities: [] # 파드에서 허용되는 추가적인 리눅스 기능(capabilities)을 비어 있는 배열로 설정하여 모든 추가 기능을 금지합니다.

 

이 설정에 따르면:

• module: registry://ghcr.io/kubewarden/policies/validate-pod-security-standards:v1.0.0: Kubewarden 정책 모듈은 쿠버네티스 클러스터에서 파드의 보안 표준을 검증하는 데 사용됩니다. 이 모듈의 주요 목적과 기능은 다음과 같습니다:
• requiredLabels: 모든 파드에는 **app.kubernetes.io/name**과 app.kubernetes.io/version 레이블이 있어야 합니다. 이는 파드가 어떤 애플리케이션에 속하는지와 애플리케이션의 버전을 명시하는 데 사용됩니다.
• requiredAnnotations: 모든 파드에는 kubewarden.policy/owner 어노테이션이 있어야 합니다. 이는 정책의 소유자 또는 관리자를 지정하는 데 사용될 수 있습니다.
• enforceRunAsNonRoot: 이 값이 **true**로 설정되면, 모든 파드는 루트가 아닌 사용자로 실행되어야 합니다. 이는 보안 관행에 따른 것입니다.
• allowedCapabilities: 이 배열이 비어 있기 때문에, 파드에서 어떠한 추가 리눅스 기능도 허용되지 않습니다. 이는 파드가 더 높은 권한을 가지는 것을 방지합니다.

 

• Kubewarden 정책은 Artifact Hub에서 찾을 수 있으며, 이곳은 쿠버네티스 관련 거의 모든 것을 찾을 수 있는 장소입니다.
  • artifact hub

 

• 사용자는 Kubewarden을 사용하여 사용자 정의 정책 모듈을 개발하고 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 크기의 SQL 클레임만을 허용하는 사용자 정의 정책을 만들 수 있습니다.
  • 사용자 정의 정책 생성 방법
    1. 정책 요구 사항 정의: 먼저, 이 정책이 해결하려는 문제를 정의합니다. 예를 들어, 클러스터에서 너무 큰 SQL 데이터베이스가 생성되는 것을 방지하고자 할 수 있습니다. 이를 위해 'small', 'medium', 'large'와 같은 특정 크기만을 허용하고자 하는 요구 사항을 정의합니다.
    2. 정책 로직 개발: 다음으로, 이 요구 사항을 구현하는 로직을 개발합니다. 이 과정에서는 Kubewarden 정책을 구현할 수 있는 프로그래밍 언어(예: Rust, Go 등)를 사용하여, SQL 클레임의 크기를 검사하고, 허용된 크기에 맞지 않는 클레임을 거부하는 코드를 작성합니다.
    3. WASM으로 컴파일: 개발한 정책 로직을 WebAssembly(WASM)로 컴파일합니다. WASM은 다양한 환경에서 실행될 수 있는 저수준 바이너리 포맷입니다. Kubewarden은 WASM 형식의 정책을 실행합니다.
    4. 정책 모듈 배포: 컴파일된 정책 모듈을 컨테이너 이미지로 패키징하고, Docker 레지스트리(예: Docker Hub, GHCR 등)에 배포합니다.
    5. Kubewarden 정책 설정: Kubewarden 정책을 쿠버네티스 클러스터에 적용합니다. 이때 정책 모듈의 위치와 해당 정책이 적용될 리소스 및 조건을 지정하는 YAML 파일을 작성하고 적용합니다.

    apiVersion: policies.kubewarden.io/v1
    kind: ClusterAdmissionPolicy
    metadata:
      name: sql-size-restriction
    spec:
      module: registry://myregistry.io/kubewarden/sql-size-restriction:v1.0.0
      rules:
      - apiGroups: [""]
        apiVersions: ["v1"]
        resources: ["sqlclaims"]
        operations:
        - CREATE
        - UPDATE
      mutating: false
      settings:
        allowedSizes:
          - small
          - medium
          - large
    

    이 예시에서, 정책은 **sqlclaims**라는 커스텀 리소스에 적용되며, 생성 또는 업데이트 시 'small', 'medium', 'large'라는 크기 제한을 강제합니다. 이를 통해 쿠버네티스 클러스터 내에서 자원 사용을 효과적으로 관리하고, 과도한 리소스 사용을 방지할 수 있습니다.
  • Kubewarden을 사용하여 사용자 정의 정책 모듈을 개발하고 적용하는 예시로, "특정 크기의 SQL 클레임만을 허용하는 정책"을 들 수 있습니다. 이런 종류의 정책은 쿠버네티스 클러스터에서 SQL 데이터베이스 리소스의 크기를 제한하는 데 사용될 수 있습니다. 여기에는 몇 가지 주요 단계가 있습니다:
• Kubewarden의 장점 중 하나는 거의 모든 언어(WASM으로 컴파일될 수 있어야 함)로 정책을 작성할 수 있다는 것이며, 이는 다른 정책 도구와 구별되는 주요 특징입니다.
• Kubewarden의 단점으로는 새 정책을 추가할 때마다 정책 서버가 재시작되어야 한다는 점과 쿠버네티스 표준을 따르지 않아 이벤트가 발생하지 않는다는 점이 있습니다.
  • 이벤트 미발생 예시
    • 쿠버네티스 클러스터에서 '파드 메모리 제한' 정책이 위반되어 파드 생성이 거부되었다고 가정해봅시다.
    • 쿠버네티스 표준을 따르는 시스템에서는 이러한 거부 사건이 '이벤트'로 기록되고, 시스템 관리자나 다른 애플리케이션에서 이를 감지할 수 있습니다.
    • 하지만 Kubewarden은 이러한 이벤트를 생성하지 않기 때문에, 관리자나 다른 시스템이 이러한 중요한 정보를 즉시 알 수 없을 수 있습니다.
  • 쿠버네티스에서는 보통 중요한 변화나 상태 변경 시 '이벤트'를 발생시켜 사용자나 다른 시스템 요소에 알립니다.하지만, Kubewarden은 쿠버네티스 표준 이벤트 생성을 지원하지 않아 이러한 알림이 발생하지 않습니다.