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NGINX Kubernetes API

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NGINX Kubernetes API

  1. 1. NGINXで実現する Kubernetesにおける API ゲートウェイのユースケース Hiroshi Matsumoto
  2. 2. ©2022 F5 2 Agenda • APIとは • NGINXの特徴 • NGINX Ingress Controllerと NGINX Service Meshが 不可欠なコンポーネントである理由 • デモ • まとめ • お役立ち情報
  3. 3. ©2022 F5 3 API とは (Application Programming Interface)
  4. 4. ©2022 F5 4 アプリケーション・API データの取得リクエスト 位置情報 データの応答 地図データ API Client Service / Application
  5. 5. ©2022 F5 5 近年のアプリケーション・API • 変化に強いこと。自由な変更・拡張、安定性 近年のアプリケーションに求めるもの Client Service / Application クライアントの増加・多様なクライアント クラウドネイティブテクノロジの活用 複数チームによる開発
  6. 6. ©2022 F5 6 API Gateway とはなにか? • API Gatewayとは、クライアント・アプリケーション間でAPIへのエントリーポイント を提供する機能。単一のポイントで様々なAPIへの通信やその制御を提供する API GW • APIルーティング • Service Discovery • Rate Limit • APIキャッシング • API Observability • API認証・認可 • TLS暗号化 • 細かなアクセス制御 • WAF/L7DoS対策 API GW 提供機能
  7. 7. ©2022 F5 7 課題:デジタルトランスフォーメーションが運用を複雑化 70% 社内システム統合のためAPIを 構築する企業 81% パブリック/プライベートクラウド、 オンプレミス等、3つ以上の環境を 利用する企業 41% 12ヶ月以内にAPIに関する セキュリティインシデントが 発生した組織 SOURCE: State of Application Strategy Report (F5, 2022); “API Attacks Soar Amid Growing Application Surface Area” (Dark Reading, 2022) アーキテクチャの増加、APIの増加がセキュリティインシデントの可能性を高める
  8. 8. ©2022 F5 8 課題:APIセキュリティとは? API のセキュリティ対策 次のうちAPIの保護に有効なものはどれですか? すべてを選択してください IDベースのセキュリティはAPIの保護で重要となる リスク管理の手法です セキュリティ機能を無効にすることを考える、 パフォーマンスへの影響はどの程度の場合ですか? 多くの人がパフォーマンスへの影響を理由にセキュ リティを犠牲にし、それは軽微な影響でも発生する ことが見られました。これは役割や産業による大き な差はありませんでした その選択 はしない パフォーマンスのため 76% はセキュリティ機 能をオフにする可能性 があると答えています 認証認可 振る舞いによる アノマリ検知 悪意あるデータの スキャン 暗号化/復号化 Rate Limitの実施 OWSP Top10 API対策 SOURCE: State of Application Strategy Report (F5, 2022) セキュリティ制御機能を停止に 見合うパフォーマンス影響
  9. 9. ©2022 F5 9 NGINXの特徴
  10. 10. ©2022 F5 10 コンテナプラットフォームに最適なNGINX Technology Source: Datadog Container Report 2022 Top Ingress Providers CNCF Survey Source: CNCF Survey 2020 安定・高速動作がクラウドネイティブ環境に最適 実績
  11. 11. ©2022 F5 11 業界を限定しない幅広い実績 Tech Finance Media Service Provider Other あらゆるプラットフォームを「最適化」 実績
  12. 12. ©2022 F5 12 柔軟に拡張できる最高のパフォーマンス HARDWARE SPECS EXPECTED PERFORMANCE 2 CPU cores 4 GB RAM 2x10 GbE NIC 74,000 RPS 9,100 SSL TPS (ECC) 4 Gbps throughput 4 CPU cores 8 GB RAM 2x10 GbE NIC 150,000 RPS 17,600 SSL TPS (ECC) 8 Gbps throughput 8 CPU cores 16 GB RAM 2x10 GbE NIC 300,000 RPS 33,000 SSL TPS (ECC) 8 Gbps throughput HARDWARE SPECS EXPECTED PERFORMANCE 2 CPU cores 4 GB RAM 2x1 GbE NIC 90,000 RPS 4,500 SSL TPS (ECC) 1 Gbps throughput 4 CPU cores 4 GB RAM 2x40 GbE NIC 175,000 RPS 8,500 SSL TPS (ECC) 5 Gbps throughput 8 CPU cores 4 GB RAM 2x40 GbE NIC 350,000 RPS 16,000 SSL TPS (ECC) 40 Gbps throughput 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 ECC 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 RPS 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 ECC 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 RPS 2 Core 4 GB 4 Core 4 GB 8 Core 4 GB 2 Core 4 GB 4 Core 8 GB 8 Core 16 GB https://www.nginx.com/resources/datasheets/nginx-plus-sizing-guide/ https://www.nginx.com/resources/datasheets/nginx-ingress-controller-kubernetes/ ベアメタル:CPU/メモリに応じて様々な規模に柔軟な対応 Ingress Controller:アプライアンスに相当する高速・安定な処理 安定・拡張性
  13. 13. ©2022 F5 13 幅広い環境で様々な用途で利用可能 CPU プライベートクラウド パブリッククラウド コンテナ Linux/BS D Service App App リバース プロキシ ロード バラン サー WEB サーバ キャッ シュ サーバ APIGW 認証GW 多くの機能を自由に設定。必要な機能を即座に利用。 WAF/ L7DoS AddOn 自由な構成
  14. 14. ©2022 F5 14 NGINX セキュリティ製品 Delivering modern applications at scale across seamlessly across multi-cloud NGINX App Protect WAF アプリケーションに特化した Web Application Firewall NGINX+にシームレスに統合可能 な新しいWAF。 F5の実績に 基づき、高速な高品質な WAFを実現 High quality Support NGINX App Protect DoS 新世代DoS攻撃への対応 NGINX+にシームレスに統合可能 な新しいDoS対策。従来のツー ルや戦略では検知できないレイ ヤー7のDoS脅威から高度な保護 を実現
  15. 15. ©2022 F5 15 NGINX コンテナ製品 Delivering modern applications at scale across seamlessly across multi-cloud NGINX Service Mesh NGINX Plusで複雑な マイクロサービス、 アプリケーション間の 通信問題を解決するシンプルな サービスメッシュソリューション。 NGINX Ingress Controller Kubernetes環境への 外部アクセスをコントロール。 NGINX機能をIngressリソース を通じて管理可能。NGINX App Protect WAF / DoS 対応 High quality Support
  16. 16. ©2022 F5 16 NGINX Ingress Controller とNGINX Service Meshが 不可欠なコンポーネントである理由
  17. 17. ©2022 F5 17 NGINXによりセキュアでハイパフォーマンスなAPIGWを実現 柔軟な設定 NGINX Plusは柔軟な設定が可能。 K8Sで利用可能なNGINX Ingress Controller、NGINX Service Mesh はYAMLで容易に管理可能 プラットフォーム依存なし どの環境にもデプロイ可能。 クラウド、オンプレミス、 Kubernetes環境、Edge DevOps フレンドリー 容易にCI/CDパイプラインに統合 可能。構成がシンプルで、設定 ファイルの内容を即座に反映可能 トラフィック可視性 メトリクスの提供により、APM ツールと連携し通信のステータス を管理可能 Ingress Controller Kubernetes Cluster pod pod pod
  18. 18. ©2022 F5 18 NGINXで API Gateway の様々なユースケースを実現 API GW • APIルーティング • URL PATH • HTTP Method • URL Parameter • Cookie値 • Load Balancing • 割合の指定 • Service Discovery • Rate Limit • APIキャッシング • API Observability • API認証・認可 • TLS暗号化 • 細かなアクセス制御 • WAF/L7DoS対策 API GW 提供機能 活用ユースケース • A/Bテスト • Canary リリース • 柔軟な通信の転送 • 柔軟な通信の制御 • ヘッダー操作 • Service Discovery • Rate Limit • APIキャッシング • Grafana/Prometheus等APM連携 • Basic/JWT/OIDC • TLS/mTLS • WAFによる防御・制御 • Swagger Fileによる制御 • L7DoS対策
  19. 19. ©2022 F5 19 NGINX API ゲートウェイのパフォーマンス vs Kong , AWS APIGW NGINXをAPIゲートウェイとして動作させた場合、レイテンシを抑え通信の制御が可能
  20. 20. ©2022 F5 20 NGINX App Protect WAF のパフォーマンス vs WAFなし Latency (ms) NGINX App Protect WAF vs No Security latency distribution Lower is better Source: Gigaom 2021 WAF機能を導入した際にも、通信遅延を限りなく少なく抑えることが可能 ほぼ遅延の値に差がない
  21. 21. ©2022 F5 21 NGINX App Protect WAF のパフォーマンス vs AWS vs Azure NGINX App Protect WAF vs AWS WAF vs Azure WAF latency distribution その他のWAFに比べ最もレイテンシが少ない、高速なWAF
  22. 22. ©2022 F5 22 Demo
  23. 23. ©2022 F5 23 Canary Release: 割合を指定した通信の分散 Ingress Controller Kubernetes Cluster pod 1. NGINX Ingress Controllerで実施 target-v2-0 • 宛先となるサービスの転送する割合を指定 • Kubernetes外部に公開しているサービスの 割合を変更し、段階的な切り替えが可能 2. NGINX Service Meshで実施 • target-svcが転送するサービスの割合を指定 • Kubernetes内部のサービス間の割合を指定 変更し、段階的な切り替えが可能 pod target-v1-0 Ingress Controller Kubernetes Cluster webapp target- svc svc pod target-v1-0 pod svc target-v2-0 pod svc 分散割合を指定 分散割合を指定 https://f5j-nginx-k8s-apigw.readthedocs.io/en/latest/class1/module03/module03.html
  24. 24. ©2022 F5 24 JWT: JWTの内容をもとに通信制御を実施 Ingress Controller Kubernetes Cluster pod 3. NIC / NSMで実施 target-v2-0 • NIC(NGINX Ingress Controller)でPolicyを 指定し、JWTによる通信制御を実施 • NICでJWTに含まれる情報をHTTPヘッダーに 追加 • NSM(NGINX Service Mesh)でHTTPヘッダーの 内容に応じた通信制御を実施 4. NAP WAFで悪意ある通信を防御 • NICでPolicyを指定し、WAFの制御を実施 pod target-v1-0 Ingress Controller Kubernetes Cluster webapp target- svc svc pod target-v1-0 pod svc target-v2-0 pod svc JWT制御・ ヘッダー追加 ヘッダーによる制御 WAF Policy制御 https://f5j-nginx-k8s-apigw.readthedocs.io/en/latest/class1/module03/module03.html
  25. 25. ©2022 F5 25 まとめ
  26. 26. ©2022 F5 26 NGINXが実現するKubernetes環境に最適なAPIGW オンプレミ ス Ingress Controller 外部ネットワークからの攻 撃 pod Kubernetes Cluster pod pod Ingress Controller Kubernetes Cluster pod pod pod クラウド・オンプレなど 共通の構成管理 柔軟な通信制御 CRDによる適切な 権限委任 WAF/L7Dos機能の シームレスな統合 安定・シンプル・リソース消費を 抑えたサービスメッシュ リソースが少なく、高速なNGINXにより高度な通信制御を実現いただけます プラットフォームの 自由な選択
  27. 27. ©2022 F5 27 お役立ち情報
  28. 28. ©2022 F5 28 BLOG: API ゲートウェイ / Ingressコントローラー / サービスメッシュをどのように選択するか? サンプルシナリオ:メソッドレベルのルーティング East-West API Gateway のユースケース: サービスメッシュの利用 https://www.nginx.co.jp/blog/how-do-i-choose-api-gateway-vs-ingress-controller-vs-service-mesh/
  29. 29. ©2022 F5 29 無料トライアル https://www.nginx.co.jp/free-trial-request/ https://www.nginx.co.jp/free-trial-request-nginx-ingress-controller/ NGINX Plus, NGINX App Protect 無料トライアル NGINX Plusは、オールインワン型のソフトウェアロードバランサ、コンテンツ キャッシュ、Webサーバ、APIゲートウェイ、マイクロサービスプロキシです。 NGINX App Protectは、業界トップクラスのF5の高度なWAFテクノロジーをNGINX Plusに搭載し最新のアプリケーションセキュリティを提供します。 この2つの技術の融合により、最新の分散型環境におけるWeb/モバイルアプリケー ションの拡張性と保護が実現します。 NGINX Ingress Controller with NGINX App Protect 無料トライアル NGINX Plusで実現するNGINX Ingress Controllerは、軽量で、Kubernetesアプリ ケーションに最適な高度な機能を搭載するオールインワンソフトウェアです。 無料のNGINX Service Meshとも統合することが可能で、単一の構成でnorth-south とeast-westの両方のトラフィックを管理できます。高性能な機能で、本番環境で利 用するKubernetesに最適なアプリケーションデリバリを提供します。 NGINX Plus無料トライアル NGINX Ingress Controller 無料トライアル
  30. 30. ©2022 F5 30 NGINXドキュメント/コンテンツ https://nginx.co.jp/ NGINX日本語サイト https://nginx.org/en/docs/ https://nginx.org/en/docs/dirindex.html NGINX OSS / Directive / Variable etc. (各種マニュアル)
  31. 31. ©2022 F5 31 https://f5j-tech-info.readthedocs.io/ja/latest/content03/content3.html 有償版NGINXを触って頂くためのラボガイドです。こちらのページから各機能へのリンクが ありますので、ご興味のある機能についてはぜひ触ってみてください! NGINXラボガイド index
  32. 32. ©2022 F5 32 O’REILLY NGINXクックブック設定レシピ集(日本語版) https://www.nginx.co.jp/resources/ebooks/nginx-cookbook-jp/
  33. 33. ©2022 F5 33 これからはじめるNGINX技術解説 https://www.nginx.co.jp/resources/webinars/nginx-back-to-basic-jp/ 基本編 Part1 ・基本動作、OSS / Plus違い 基本編 Part2 ・Reverse Proxy、LB設定 セキュリティ編 ・WAF、RateLimit、Auth Ingress Controller編 ・設定、Snippet、Log
  34. 34. ©2022 F5 34 https://nginx-eng.connpass.com/event/267673/ NGINX お使いの皆様、これから使いたいと考えている方々の情報共有・学びの場となります! NGINXユーザ会 エンジニアリング勉強会#1

Editor's Notes

  • ここでAPIが使われる背景となるビジネスの課題についてお話したいと思います こちらのレポートはワールドワイドの統計を示したものとなります
    F5では多くの顧客が、デジタルトランスフォーメーションにより運用が複雑化することに直面しています。例えば81%の組織は、3つ以上のアーキテクチャ、一般的なパブリック・プライベートクラウド、オンプレミスの環境を管理する状況にあるとしています。

    この運用の複雑さは、APIの増殖に繋がります。


    This operational complexity is leading to a proliferation of APIs. According to a recent F5 report, about 58% of companies start their digital transformation by putting APIs in front legacy applications. As most organizations have matured, we’re seeing about 70% of enterprises building APIs to integrate and accelerate their internal operations. Coupled with the increasing operational complexity, we’re seeing a new set of problems emerge: API sprawl. For example, as APIs have proliferated across the enterprise, we’ve seen a corresponding increase in API attacks. In fact, 41% of organizations experienced an API security incident in the past 12 months.

    Let’s dig into some of the API problems your enterprise may be experiencing today.

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