Kubernetesのエフェメラルコンテナ: 本番クラスターにおけるセキュリティの向上とトラブルシューティングの効率化

Kubernetes

Kubernetesにおけるエフェメラルコンテナは、オペレーターが実行中のPodをデバッグし、トラブルシューティングするために、同じPod内に短命のコンテナを作成できる強力な機能です。これは、別の環境で再現できない問題に特に役立ちます。エフェメラルコンテナを使用することで、実行中のPodにコンテナを接続し、ファイルシステム、ネットワーク設定、または実行中のプロセスを調査し、その後、Podの主要なコンテナに影響を与えることなくコンテナを破棄できます。

エフェメラルコンテナとは？

エフェメラルコンテナは、アプリケーションワークロードの一部として実行されるのではなく、デバッグの目的で既存のPodに追加される特別なコンテナです。これらはPod内の他のコンテナと同じリソース（ネットワーク名前空間、ボリュームなど）を共有するため、リアルタイム診断に最適です。デバッグが完了すると、エフェメラルコンテナはPod全体を再作成することなく削除できます。

重要なポイント

短命: エフェメラルコンテナはデバッグまたはトラブルシューティングのためだけに意図されています。
非破壊的: それらはPod内の既存のアプリケーションコンテナに影響を与えません。
リソース共有: それらはPodとストレージボリュームやネットワーク名前空間などのリソースを共有し、デバッグをより強力にします。

エフェメラルコンテナに関するセキュリティ考慮事項

エフェメラルコンテナは、プロダクションポッドへの長期アクセスを制限することで、より安全なデバッグアプローチを提供します。厳格なRBACルールを適用することで、認可されたユーザーのみがエフェメラルコンテナを追加および実行できるようにし、潜在的な脅威のウィンドウを最小限に抑えます。デバッグが完了するとこれらのコンテナは消えるため、攻撃面が減少し、全体的なクラスターのセキュリティが強化されます。

使用例

アプリケーションクラッシュのトラブルシューティング: クラッシュしたコンテナまたはクラッシュ中のコンテナでログを確認したりデバッグツールを実行したりする必要がある場合、エフェメラルコンテナを使用すると、メインコンテナの設定を変更せずに実行環境に入ることができます。
ネットワークデバッグ: エフェメラルコンテナにデバッグツール（例: tcpdump、netstat）をインストールして、ポッドのネットワーク名前空間内のネットワーク問題を診断できます。
ライブファイルシステムチェック: ファイルの破損や不正なファイルパスが疑われる場合、エフェメラルコンテナを使用してリアルタイムでファイルシステムを確認できます。

前提条件

Kubernetesバージョン: エフェメラルコンテナは、EphemeralContainers機能が一般提供（GA）されているKubernetes 1.23以上を必要とします。古いKubernetesバージョンでは、機能ゲートEphemeralContainersを有効にする必要があるかもしれません。
kubectl: ローカルのkubectlクライアントが、クラスタのコントロールプレーンと同じかそれ以降のバージョンであることを確認してください。
十分なRBAC権限: kubectl debugコマンドを使用する権限とPodを更新する権限が必要です（エフェメラルコンテナはPodの仕様を更新して追加されます）。

ステップバイステップガイド：エフェメラルコンテナの使用

以下は、EKS（AWSのElastic Kubernetes Service）、AKS（Azure Kubernetes Service）、GKE（Google Kubernetes Engine）、またはオンプレミスクラスタを含むどんなKubernetes環境でも機能する一般的なプロセスです。私たちはエフェメラルコンテナを追加するための主要なメカニズムであるkubectl debugコマンドに焦点を当てます。

クラスターの構成を確認する

Shell

kubectl version

サーバーバージョンが少なくとも1.23であることを確認してください。
クライアントバージョンも互換性があることを確認してください。

EKSやAKSなどの管理された環境にいる場合は、クラウドプロバイダのダッシュボードやCLIからクラスターバージョンを確認して、1.23以降であることを確認してください。

デバッグしたいPodを特定する

特定の名前空間内のPodをリストアップ:

Shell

kubectl get pods -n <your-namespace>

トラブルシューティングする必要のあるPod名を選択します。例：my-app-pod-abc123。

kubectl debugを使用してエフェメラルコンテナを追加する

エフェメラルコンテナを追加するためにkubectl debugコマンドを使用します。例えば、シンプルなUbuntuイメージを使用します。

Shell

kubectl debug my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> \

  --image=ubuntu \

  --target=my-container \

  --interactive=true \

  --tty=true

フラグの詳細:

my-app-pod-abc123: 既存のPodの名前。
–image=ubuntu: 一時コンテナに使用するDockerイメージです。
–target=my-container: （オプション）名前空間共有のターゲットとするPod内のコンテナを指定します。通常、これはPod内の主要なコンテナです。
–interactive=true および –tty=true: 一時コンテナ内でシェルセッションを取得することを許可します。

上記を実行すると、既存のPod内の一時コンテナにシェルプロンプトが表示されます。これで、ls、ps、netstatなどのデバッグコマンドを実行したり、追加のパッケージをインストールしたりできます。

一時コンテナの作成を確認する

別のターミナルで、または一時コンテナのシェルを終了した後に、次を実行します：

Shell

kubectl get pod my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> -o yaml

specまたはstatusの下に一時コンテナを説明する新しいセクションが表示されるはずです。

デバッグとトラブルシュート

一時コンテナ内から、以下を行うことができます：

ログやアプリの設定を確認します。
curl、wget、telnetなどのデバッグツールを使用してネットワーク接続を確認します。
環境変数を調査して、アプリケーションの設定を確認します。

Shell

# Examples

curl http://localhost:8080/health

env | grep MY_APP_

ps aux

一時コンテナのクリーンアップ

一時的なコンテナは、Pod が破棄されると自動的に削除されるか、手動で削除すると削除されます。Pod 全体を破壊せずに Pod から一時的なコンテナを削除するには、Pod の仕様をパッチすることができます（サポートされているバージョンで）。ただし、一般的に一時的なコンテナは長期間存続することを意図していません。Pod を削除したりデプロイメントをスケールダウンしたりすると、一時的なコンテナも削除されます。

マネージドサービス向け特記事項

Amazon EKS

EKS クラスターが Kubernetes 1.23 以上で実行されていることを確認してください。
kubectl debug を実行するための IAM 権限があることを確認してください。
古い EKS バージョン（1.22 以前）を使用している場合は、EphemeralContainers の feature gate を有効にする必要があります。

Azure AKS

必要に応じて、Azure CLI（az aks update）を使用して AKS クラスターを互換性のあるバージョンにアップグレードしてください。

kubectl のコンテキストが AKS クラスターに設定されていることを確認してください。

Shell

az aks get-credentials --resource-group <rg-name> --name <cluster-name>

その他のマネージドサービスまたはオンプレミスクラスター

クラスターのドキュメントを確認するか、プロバイダーに問い合わせて、一時的なコンテナが有効になっていることを確認してください。
現代のオンプレミスソリューション（OpenShift、Rancher など）のほとんどは、Kubernetes 1.23 以降でデフォルトで一時的なコンテナが有効になっていますが、古いバージョンを使用している場合は、feature gate を手動で有効にする必要があるかもしれません。

ベストプラクティス

Minimal Images を使用：オーバーヘッドを減らすために軽量なイメージを選択します（例：busybox、distroless debugging イメージ）。
RBACの制限: 潜在的なセキュリティリスクを最小限に抑えるために、誰がエフェメラルコンテナを作成できるかを制限します。
すべてのデバッグセッションを記録: オーディットとコンプライアンスのためにエフェメラルコンテナの使用状況を追跡します。
エフェメラルコンテナに依存しない: それらはデバッグ用です。恒久的なサイドカーやヘルパーコンテナが必要な場合は、最初からPodの仕様で構成します。

結論

エフェメラルコンテナは、主要なアプリケーションコンテナに影響を与えることなく、リアルタイムで問題をトラブルシューティングするための多目的で強力な方法です。EKS、AKS、オンプレミス、または他の管理されたソリューションでKubernetesを実行している場合、エフェメラルコンテナの理解と使用は、平均回復時間（MTTR）を大幅に短縮し、運用効率を向上させることができます。従来のトラブルシューティング方法を補完し、複雑なアプリケーションの問題を診断するためのプラットフォームチームのツールキットの一部であるべきです。上記の手順に従うことで、環境に安全にエフェメラルコンテナを展開し、デバッグプロセスを効率化することができます。

著者の注記: 実際のKubernetesトラブルシューティングから抽出されたこのガイドは、本番環境で迅速かつ中断なくPodをデバッグするのに役立つことを目的としています。

Source:
https://dzone.com/articles/enhancing-security-troubleshooting-in-production-clusters