Swarm mode 上線 5 - load balancer | 還有那些事該考量？科技新知

Swarm mode 上線 5 - load balancer | 還有那些事該考量？

前面介紹了 ingress network ，亦介紹了 proxy gateway 。能做到的基本都做到了，再來就是考量安全性的問題。因為加了 proxy gateway ，前述的例子是所有 service ，都放在同一個 yaml 檔中。好處是，所有相關的東西存放在同一個檔中， gateway ，背後的 service 都一眼看到。但壞處就是有其中一個 service 更新，都要改那個 yaml 檔。更大的問題是， stack deploy 的指令，不單只更新其中一個 service ，就連其他 service 都會自動取得最新 image 而 redeploy 。

對於一個緊密的系統來講，同步更新可能不是大問題。但對於一些預定排程發佈的系統可不能這樣因為副作用而更新了。如果你也有這樣的分開管理需求，可以參考下面做法，把 gateway service 及 upstream service 放在不同的檔案中，然後經過 external network把所有 service 串連起來。

# nginx-stack.yaml, docker stack deploy -c nginx-stack.yaml nginx
services:
  http-gateway:
    image: http-gateway
    ports:
      - 8080:8080
    deploy:
      replicas: 1
      update_config:
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure

# manager-stack.yaml
services:
  managerhttp:
    image: bretfisher/httpenv
    networks:
      - nginx_default
      - default
    deploy:
      replicas: 3
      update_config:
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
      placement:
        constraints:
          - node.labels.zone==manager
networks:
  nginx_default:
    external: true

# dmz-stack.yaml
services:
  dmzhttp:
    image: bretfisher/httpenv
    networks:
      - nginx_default
      - default
    deploy:
      replicas: 2
      update_config:
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
      placement:
        constraints:
          - node.labels.zone==dmz
networks:
  nginx_default:
    external: true

這樣，不同 service 的維護人員，就可以獨自控制自己的檔案。在第一次發佈時，確認 nginx-stack.yaml 先行發佈就可以了。對應的發佈指令是docker stack deploy -c nginx-stack.yaml nginx，它會自動産生一個 nginx_default （即 stack名字_default ）的網絡。之後其他service，就可以經networks的設定找到它了。

services:
  YOUR_SERVICE:
    networks:
      - nginx_default
      - default

networks:
  nginx_default:
    external: true

上述即使分離檔案，在安全性考量時還是有一個問題，就是 ingress network 的問題。試想一下，dmzhttp （Demilitarized Zone）原本被設定的原因，就是想限制某些訪問只能一些可以公開的服務。但因為經過 ingress network 之後，它們會在所有機器上開放這些 port。那就是，以下面的例子來講，若 dmzhttp 是公開的服務， intrahttp 是內部服務，即使用 intrahttp 使用不同的port 8889。但一經 swarm mode 預設的 ingress network ，在node.labels.zone==dmz的那些節點，還是可以訪問到 intrahttp 。

services:
  dmzhttp:
    image: bretfisher/httpenv
    ports:
      - 8888:8888
    deploy:
      replicas: 2
      update_config:
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
      placement:
        constraints:
          - node.labels.zone==dmz
  intrahttp:
    image: bretfisher/httpenv
    ports:
      - 8889:8888
    deploy:
      replicas: 3
      update_config:
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
      placement:
        constraints:
          - node.labels.zone==intra

我們前述介紹的 proxy gateway ，其實已經有一定程度可以解決這個問題。因為 proxy gateway 是根據 http 協定中的 host header 去做分流。在邊界網絡進來的「合法」訪問，道理上會好好地經引導到我們的 dmzhttp 。不過網路的邪惡可容小看， proxy gateway 也會有被騙的一日。有特定能力的攻擊者，只需找到目標域名，還是可以接觸到 intrahttp 。

若要做進一步隔離，在這種情況下，我們可以在 dmz , intra 機器中各設定一套 swarm ，完全獨立，這是最安全的做法。但這樣做的管理成本就會變高，因為兩個網段都會有自己的 manager 節點，而且在 dmz 網段的 manager 節點也有被攻擊的可能。

若我們回到單一 swarm 的方向，可以修改各個 service 中的 port 和 deploy 。利用 post mode 中的「host」，配合 deploy mode 中的「global」，完全跳開 ingress network。

services:
  dmzhttp:
    image: nginx
    ports:
      - target: 80
        published: 8888
        mode: host
    deploy:
      mode: global
      update_config:
        delay: 1s
      restart_policy:
        condition: any
      placement:
        constraints:
          - node.labels.zone==dmz
  intrahttp:
    image: bretfisher/httpenv
    ports:
      - target: 8888
        published: 8888
        mode: host
    deploy:
      mode: global
      update_config:
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
      placement:
        constraints:
          - node.labels.zone==intra

上面的例子中， dmzhttp 會在所有 dmz 的機器中，每個節點只運行一份服務，而且直接使用該機的 8888 port ，外面不會再有 ingress network 的存在。同樣地，intrahttp 會在 intra 的所有節點，運行一份服務，佔用它們的8888 。這兩個服務，即使使用一個 port ，swarm 也不會說有任何問題。因為它們不會經 ingress network 搶佔其他人的 8888。

可能會有讀者問，如果 host mode 這麼安全，為什麼預設會是 ingress network，那我們就要先了理清 ingress network 與 host mode 有有什麼分別？假設我們只運行一個service，它佔用8888。

功能	ingress mode	host mode
replicas 數	同一個 service replicas 為任意數量，什至比節點的數目多	因為有 port 限制，每個節點最多只能運行一份
Virtual IP	Virtual IP 任意在節點中跳轉也可以，因為 ingress 會自動找到對應的 service 所在的節點	Virtual IP必需要與 service 所在節點綁定，其他節點訪問不到
load balance	有	沒有

host mode 就像我們傳統在各自的節點上自行佈署自己的程序，各個節點只有一份。所以不會有自動 load balance 的效果，如果客戶端訪問固定的IP，就會得到是固定的接器接受請求。我們有需要，就要在前面加一個 Proxy Gateway (或 HA proxy )。 Virtual IP 也一樣， host mode 下需要好好地自動跟著 service 的生命期，不過幸運的是， Docker 預設己經有自動重啟 service 功能，即前文中的 restart_policy ，它在 host mode 下也適用。如果大家有配合 deploy 中的 global mode ， Virtual IP 的並沒有實際變動。但如果沒有 global mode ，就要再想想辦法了。

最後考慮 load balance 的問題，如果進入點的 service 的真的不太消耗資源，沒有 load balance 也是可以的，但若超負荷，就必需要自建 proxy gateway 。經過進入點後，若我有背後的 service 就沒有所謂的 ingress 和 host mode 選擇。

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