Home » Сетевые возможности Kubernetes с Cilium: безопасность и наблюдаемость на eBPF

Сетевые возможности Kubernetes с Cilium: безопасность и наблюдаемость на eBPF

🖧 сети

О чём эта статья и зачем она тебе

Если ты когда-нибудь запускал Kubernetes-кластер и пытался разобраться, как там вообще устроена сеть — добро пожаловать в клуб. Под капотом K8s творится нечто: overlay-сети, iptables, CNI-плагины… А когда речь заходит о безопасности и мониторинге, стандартные решения кажутся костылями. Cilium — это не просто ещё один сетевой плагин для Kubernetes. Это штука, которая использует eBPF (extended Berkeley Packet Filter) — современный способ внедрять логику прямо в ядро Linux, чтобы твой кластер был защищён, а трафик прозрачен, как слеза sysadmin’а в 3 ночи.

В этой статье разберём, почему Cilium — это не хайп, а реально рабочий инструмент, который стоит внедрять, если ты хочешь:

Безопасно и удобно управлять сетевым трафиком внутри Kubernetes
Видеть, что происходит между подами, сервисами и внешним миром (на уровне L3-L7)
Получить крутые фичи типа сетевых политик, DNS-контроля, прозрачного мониторинга — без плясок с iptables и прочей магии

И всё это — с практическими примерами, командами, кейсами и даже подводными камнями.

Почему вообще это важно и чем поможет

Kubernetes сам по себе не занимается сетями — он делегирует это CNI-плагинам. Большинство стандартных плагинов (flannel, calico, weave) просто делают overlay-сеть и обеспечивают базовую связность. Но когда тебе нужно:

Гибко управлять доступом между подами (Zero Trust)
Ловить аномалии или подозрительный трафик
Отслеживать, кто, куда и зачем ходит по сети
Масштабироваться без просадки производительности

… стандартные решения начинают тормозить или усложняться. Cilium же использует eBPF — это как писать свои мини-программы, которые выполняются в ядре Linux, не теряя в скорости и гибкости.

Для кого это: если у тебя есть свой сервер, VPS (арендовать тут), облако, выделенный сервер (сюда) или хоть домашний Kubernetes на Raspberry Pi — Cilium поможет сделать сеть безопаснее и прозрачнее.

Как это работает: под капотом Cilium и eBPF

Что такое eBPF?

eBPF — это технология, которая позволяет запускать маленькие программы прямо в ядре Linux, чтобы:

Перехватывать и анализировать пакеты до того, как они попадут в стек TCP/IP
Фильтровать, модифицировать, логировать трафик
Выполнять мониторинг и трассировку событий (не только сетевых!)

В отличие от iptables, где каждое новое правило — это доп. нагрузка, eBPF-программы работают быстро и не тормозят систему.

Где тут Cilium?

Cilium — это CNI-плагин для Kubernetes, который использует eBPF для:

Создания сетей между подами (без overlay, если позволяет инфраструктура)
Реализации сетевых политик (NetworkPolicies) на уровне L3-L7 (IP, порт, HTTP, gRPC и т.д.)
Мониторинга трафика, DNS, сервис-меш (без sidecar!)

Cilium ставит свои eBPF-программы в ядро и управляет ими через агент, который крутится на каждом узле кластера.

Схема работы

Установил Cilium — он поднимает свои DaemonSet’ы на каждом worker node
Каждый под получает виртуальный интерфейс, которым управляет eBPF
Весь трафик между подами, выход наружу и внутрь — проходит через eBPF-программы
Политики, логирование, мониторинг — всё на лету, без iptables

Фишка: Cilium может работать как с overlay (VXLAN, Geneve), так и в режиме без overlay (Direct Routing), если у тебя L2-сеть между нодами.

Как быстро и просто всё настроить: пошаговый гайд

1. Минимальные требования

Linux kernel 4.9+ (лучше 5.10+ — больше фич eBPF)
Kubernetes 1.17+
Права root на узлах

2. Установка Cilium в Kubernetes

Самый быстрый способ — через Helm или kubectl с официальным манифестом.

# Добавить Helm репозиторий helm repo add cilium https://helm.cilium.io/

# Установить Cilium (замени <your-kubeconfig> на свой)
helm install cilium cilium/cilium –version 1.14.5 \
–namespace kube-system \
–set kubeProxyReplacement=strict \
–set k8sServiceHost=<API_SERVER_IP> \
–set k8sServicePort=6443

Или через манифест:

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/cilium/cilium/v1.14.5/install/kubernetes/quick-install.yaml

Проверь статус:

kubectl -n kube-system get pods -l k8s-app=cilium

3. Проверка работы и базовый мониторинг

# Проверить состояние Cilium на всех нодах kubectl -n kube-system exec -ti ds/cilium -- cilium status

# Мониторить трафик в реальном времени
kubectl -n kube-system exec -ti ds/cilium — cilium monitor

4. Пример сетевой политики (NetworkPolicy)

Ограничим доступ к поду только с определённого namespace:

apiVersion: cilium.io/v2 kind: CiliumNetworkPolicy metadata: name: allow-from-frontend spec: endpointSelector: matchLabels: app: my-backend ingress: - fromEndpoints: - matchLabels: app: my-frontend

5. Включение Hubble для наблюдаемости

Hubble — это встроенный в Cilium инструмент для мониторинга сетевых потоков, DNS, HTTP-запросов.

# Включить Hubble через Helm helm upgrade cilium cilium/cilium --namespace kube-system \ --set hubble.enabled=true \ --set hubble.relay.enabled=true \ --set hubble.ui.enabled=true

# Получить web-интерфейс Hubble
kubectl -n kube-system port-forward svc/hubble-ui 12000:80
# Перейти на http://localhost:12000

Примеры, кейсы, сравнения

Решение	Производительность	Гибкость политик	Мониторинг	eBPF
Flannel	Средняя	Нет	Нет	Нет
Calico	Высокая (но iptables)	L3/L4	Ограничено	Частично (Calico eBPF mode)
Cilium	Очень высокая	L3-L7 (HTTP, DNS, gRPC)	Полный (Hubble)	Да

Реальные кейсы

Положительный: В компании X внедрили Cilium для микросервисов, которым нужен был Zero Trust. С помощью L7-политик закрыли все лишние порты, разрешили только нужные HTTP/REST вызовы. Мониторинг через Hubble помог быстро ловить подозрительные запросы.
Отрицательный: В старом кластере на Ubuntu 16.04 (kernel 4.4) попытались поставить Cilium — много фич просто не работает, eBPF ограничен, пришлось обновлять ядро.

Ошибки новичков и мифы

Миф: “Cilium — это только для огромных кластеров”. На самом деле, он отлично работает и на маленьких инсталляциях, даже на локальных кластерах.
Ошибка: Не обновлять ядро Linux. Многие фичи eBPF доступны только в новых версиях. Проверь официальные требования.
Миф: “eBPF — это небезопасно”. Наоборот, eBPF-программы проходят верификацию ядром и не могут навредить системе.
Ошибка: Использовать старые версии Cilium — пропускаешь новые фичи и багфиксы.
Ошибка: Оставлять политики по умолчанию — это дырка в безопасности. Всегда пиши свои CiliumNetworkPolicy!

Статистика и сравнение

Производительность Cilium на eBPF выше, чем у iptables-based решений: сравнение показывает до 40% прироста на больших кластерах.
Задержка при межподовом трафике — минимальна, потому что нет лишних hops через overlay/iptables.
Hubble позволяет видеть не только кто с кем общается, но и какие DNS/HTTP-запросы идут, прямо в web-интерфейсе!

Интересные факты и нестандартные применения

Можно использовать Cilium как фаервол для обычных Linux-серверов (cilium-cli), даже без Kubernetes.
С помощью eBPF можно писать свои плагины для мониторинга (например, отслеживать нестандартные протоколы или аномалии).
Некоторые компании используют Cilium для миграции с монолитов на микросервисы, постепенно закрывая старые порты/доступы.
Cilium поддерживает интеграцию с Prometheus, Grafana, Loki — для full-stack наблюдаемости.
Можно автоматизировать создание политик через GitOps (ArgoCD, Flux) — политики хранятся как YAML в git-е.

Новые возможности для автоматизации и скриптов

Автоматическое сканирование сетевого трафика и генерация политик (например, разрешить только те соединения, которые реально используются)
Интеграция с CI/CD: деплой новых сервисов — автоматом создаются политики доступа
Вебхуки и алерты: при подозрительной активности сразу отправлять уведомления в Slack/Telegram
Сбор метрик для биллинга или SLA (например, считать трафик между сервисами для отчётов)

Выводы и рекомендации

Если ты хочешь сделать сеть в Kubernetes не только быстрой, но и безопасной, удобной для мониторинга и автоматизации — Cilium с eBPF это must-have. Он снимает головную боль с iptables, даёт гибкие политики на уровне приложений, а мониторинг через Hubble — это просто кайф для глаз. Поддержка новых фич появляется быстро, комьюнити активно, а документация отличная.

Для старых кластеров — сначала обнови ядро Linux, иначе не увидишь всю мощь eBPF
Не бойся экспериментировать — Cilium легко откатить, если что-то не так
Используй Hubble для прозрачности и дебага — это реально экономит часы работы
Сравни с альтернативами (Calico, Flannel), но если нужен L7-контроль и максимальная производительность — выбор очевиден
Не забывай про автоматизацию: политики, алерты, GitOps

Хочешь попробовать — арендуй VPS или выделенный сервер, ставь Kubernetes и Cilium, и наслаждайся современным подходом к сетям и безопасности.
Официальные ресурсы:
– Cilium
– Документация
– eBPF
– GitHub

Вопросы, фидбек, идеи для автоматизации — всегда приветствуются в комментах!

В этой статье собрана информация и материалы из различных интернет-источников. Мы признаем и ценим работу всех оригинальных авторов, издателей и веб-сайтов. Несмотря на то, что были приложены все усилия для надлежащего указания исходного материала, любая непреднамеренная оплошность или упущение не являются нарушением авторских прав. Все упомянутые товарные знаки, логотипы и изображения являются собственностью соответствующих владельцев. Если вы считаете, что какой-либо контент, использованный в этой статье, нарушает ваши авторские права, немедленно свяжитесь с нами для рассмотрения и принятия оперативных мер.

Данная статья предназначена исключительно для ознакомительных и образовательных целей и не ущемляет права правообладателей. Если какой-либо материал, защищенный авторским правом, был использован без должного упоминания или с нарушением законов об авторском праве, это непреднамеренно, и мы исправим это незамедлительно после уведомления. Обратите внимание, что переиздание, распространение или воспроизведение части или всего содержимого в любой форме запрещено без письменного разрешения автора и владельца веб-сайта. Для получения разрешений или дополнительных запросов, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Сетевые возможности Kubernetes с Cilium: безопасность и наблюдаемость на eBPF

О чём эта статья и зачем она тебе

Почему вообще это важно и чем поможет