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概述

终于到了令人启动的环节了：Nomad+Traefik+Tailscale 集成实现零信任安全.

在这里:

• Nomad 负责容器调度；（容器编排工具）
• Traefik 负责入口流量；(Ingress 工具）
• Tailscale 实现跨地域联通，4 层加密以及提供 HTTPS 证书。

Traefik 简介

Traefik 是一个现代的 HTTP 反向代理和负载均衡器，使部署微服务变得容易.

Traefik 可以与现有的多种基础设施组件（Docker、Swarm 模式、Kubernetes、Marathon、Consul、Etcd、Rancher、Amazon ECS、Nomad…）集成，并自动和动态地配置自己.

Traefik 与 Nomad Native Service 集成

2023 年 5 月初，Hashicorp 发布了 Nomad 1.3 版本 。在此版本之前，当与 Nomad 一起使用服务发现时，Traefik Proxy 用户必须同时使用 Hashicorp Consul 和 Nomad，以便从 Traefik Proxy 著名的自动配置中获益。现在，Nomad 有了一种简单直接的方法来使用内置的服务发现。这大大提高了直接可用性！不仅在简单的测试环境中，而且在边缘环境中.

Traefik 与 Tailscale 集成

从 Traefik Proxy 3.0 Beta 1 发布开始，Traefik Proxy 支持 Tailscale。当 Traefik 收到对 *.ts.net 站点的 HTTPS 请求时，它会从机器的本地 Tailscale 守护进程（实际是 Tailscale 的 socket) 获取 HTTPS 证书。并且证书不需要配置.

Traefik 小结

在这次集成中，我们使用 Traefik 作为 Nomad 集群中工作负载的 HTTP 反向代理和负载均衡，并通过 Nomad Native Service 和 Nomad 集成，通过 Traefik Resolver 与 Tailscale 集成.

Tailscale 简介

Tailscale 是一种 V(irtual)P(rivate)N(etwork) 服务，可以让您在世界任何地方安全、轻松地访问您拥有的设备和应用程序。它使用开源 WireGuard 协议实现加密的点对点连接，这意味着只有您的专用网络上的设备才能相互通信.

Tailscale 快速可靠。与传统的 V(irtual)P(rivate)N(etwork) 不同，传统的通过中央网关服务器隧道传输所有网络流量，Tailscale 则是创建了一个对等 full-mesh 网状网络（称为 tailnet）. 。

Tailscale 提供了一系列的额外实用功能，如:

• MagicDNS : 使用短主机名作为域名直接访问设备。如： http://raspberry 或 http://raspberry.west-beta.ts.net
• HTTPS 证书 : 允许用户为其设备提供 TLS 证书。如上面的： raspberry.west-beta.ts.net 提供授信证书。可以通过 https://raspberry.west-beta.ts.net 访问且浏览器显示安全的绿锁🔒标志。

默认情况下，Tailscale 节点之间的 (4 层）连接通过端到端加密来保护。然而，浏览器，Web API 和 Visual Studio Code 等产品并不知道这一点，并且可以根据以下事实警告用户或禁用功能：到您的尾网服务的 HTTP URL 看起来未加密，因为它们没有使用 TLS 证书.

而 Tailscale 在启用了:

1. tailnet name
2. MagicDNS
3. HTTPS 证书

后，便可以为每台 Tailscale 机器自动或手动生成证书。证书对应的域名如下:

在这次集成中，我们使用 Tailscale 实现跨地域联通，4 层加密以及提供 HTTPS 证书。跨地域联通需要在 Nomad 上进行相关设置；4 层加密为默认提供的；HTTPS 证书则需要分别在 Nomad 以及 Traefik 上进行相关设置.

Nomad+Traefik+Tailscale 集成具体方案

• Tailscale 在多个相同或不同区域 Linux Node 上通过软件源安装；通过 systemd 启动；
• Nomad 安装在这些 Linux Node 上，并指定网卡为 Tailscale 对应网卡 - tailscale0
• Traefik 以 system 类型 job 的方式在 Nomad 上通过 Docker 运行。并与 Tailscale 和 Nomad 集成。

Nomad+Traefik+Tailscale 集成实施步骤

前提

• 多台（最好在不同区域）的 Linux Node（本例中是 Ubuntu Node)
• 这些 Linux Node 最好 Hostname 各不相同
• Nomad 前提：
  • Docker 已安装
  • Nomad 已安装（版本≥1.3, 越新越好）
  • Nomad 集群已创建并运行（至少包括 1 个 Server 和 1 个 Client）
• Tailscale 前提：
  • 已创建 Tailscale 账号
  • Tailscale 版本大于等于 1.14（越新越好）
  • MagicDNS 功能已启用
  • HTTPS 证书功能已启用
• Traefik 前提：
  • Traefik Proxy 版本 ≥ 3.0 Beta 1

安装并运行 Tailscale

在每台机器上，运行以下命令安装:

                        
                          curl -fsSL https://tailscale.com/install.sh | sh

                        
                      

更多安装方式，请参见： Traefik Nomad Service Discovery Routing - Traefik 。

这里不做详细介绍.

                        
                          sudo tailscale up

                        
                      

并登录 Tailscale. 。

Nomad Client 配置调整

Nomad Client 需要进行如下配置调整，以方便后续和 Tailscale 及 Traefik 集成:

1. 配置 Tailscale Socket 作为 Nomad Host Volume（供 Docker 中的 Traefik 和 Tailscale 通信）
2. 配置网卡为 tailscale0 , 使用 Tailscale 网络进行东西向通信。

修改 /etc/nomad.d/nomoad.hcl 的 client 块配置，具体配置如下:

                        
                          data_dir  = "/opt/nomad/data"
bind_addr = "0.0.0.0"

client {
  enabled = true
  servers = ["100.99.99.99"]
  network_interface = "tailscale0"
  host_volume "tailscale-socket" {
    path      = "/run/tailscale/tailscaled.sock"
    read_only = true
  }
}

                        
                      

具体说明如下:

• servers = ["100.99.99.99"] : 指定 servers ip 列表为对应的 Servers 的 Tailscale IP 地址。后续该地址都要根据您的实际情况替换为 Nomad Server 的一个地址或所有地址列表。
• network_interface = "tailscale0" : 指定要强制进行网络指纹识别的接口的名称。在开发模式下运行时，默认为环回接口。不处于开发模式时，将 使用连接到默认路由的接口 。调度程序在为任务分配端口时从这些指纹 IP 地址中进行选择。这里指定 Nomad 使用 Tailscale 隧道网卡 tailscale0 作为网络指纹识别的接口。
• host_volume "tailscale-socket" { : 如 前一篇文章 所述，配置 Nomad Host Volume
  • path = "/run/tailscale/tailscaled.sock" : Tailscale Socket Host Path.
  • read_only = true : 只读。

运行 Traefik Job

Traefik Job HCL - traefik.hcl 具体如下:

                        
                          job "traefik" {
  datacenters = ["dc1"]
  type        = "system"

  group "traefik" {

    network {
      port  "http"{
         static = 80
      }
      port "https" {
        static = 443
      }
      port  "admin"{
         static = 8080
      }
    }

    service {
      name = "traefik-http"
      provider = "nomad"
      port = "http"
    }

    service {
      name = "traefik-https"
      provider = "nomad"
      port = "https"
    }

    volume "tailscale-socket" {
      type      = "host"
      read_only = true
      source    = "tailscale-socket"
    }

    task "server" {
      driver = "docker"
      volume_mount {
        volume           = "tailscale-socket"
        destination      = "/var/run/tailscale/tailscaled.sock"
        read_only        = true
      }
      config {
        image = "traefik:v3.0"
        ports = ["admin", "http", "https"]
        args = [
          "--api.dashboard=true",
          "--api.insecure=true", ### For Test only, please do not use that in production
          "--entrypoints.web.address=:${NOMAD_PORT_http}",
          "--entryPoints.websecure.address=:${NOMAD_PORT_https}",  
          "--entrypoints.traefik.address=:${NOMAD_PORT_admin}",
          "--providers.nomad=true",
          "--providers.nomad.endpoint.address=http://100.99.99.99:4646", ### Tailscale IP to your nomad server 
          "--certificatesresolvers.tailscaleresolver.tailscale=true"
        ]
      }
    }
  }
}

                        
                      

详细说明如下:

• type = "system" : 数据中心和节点池中的每个客户端都获得分配。类似于 K8s 的 Daemonset.
• network {} Network 块，这里指定了 3 个 静态 端口（类似于 K8s 中的 HostSubnet), 即容器内和主机都监听：
  • http 端口 80
  • https 端口 443
  • admin Traefik admin 端口 8080 （因为底层是 Tailscale, 所以其实 HTTP 也是在 4 层透明加密过的）
• service {} 2 个 Service 块，都是 Nomad Native Service. 分别是：
  • traefik-http 服务：指向 http 端口 - 80
  • traefik-https 服务：指向 https 端口 - 443
• volume "tailscale-socket" { 通过 Nomad Host Volume 声明 Tailscale Socket
  • type = "host" : Volume 类型为 Nomad Host Volume
  • read_only = true : Volume 级别 read_only 配置
  • source : source 指向 Nomad Client 的 tailscale-socket , 即： /run/tailscale/tailscaled.sock path
• driver = "docker" : Traefik 实际在 Docker 中运行
• volume_mount { : volume mount 配置：
  • destination = "/var/run/tailscale/tailscaled.sock" : 将 Tailscale Socket 挂载到容器内 /var/run/tailscale/tailscaled.sock path.
• config { docker 配置块。
  • image = "traefik:v3.0" : 指定 traefik 镜像为： traefik:v3.0
  • ports = ["admin", "http", "https"] : 对外暴露的端口为：80, 443, 8080
  • args [ : traefik 启动参数
    • "--api.dashboard=true" : 启动 Traefik Dashboard
    • "--api.insecure=true" : 仅供测试使用，请勿在生产环境中使用
    • "--entrypoints.web.address=:${NOMAD_PORT_http}" : 指定 Traefik 的 web 端口为： NOMAD_PORT_http 环境变量，即： 80 . 地址为： :80 （监听全部地址）
    • "--entryPoints.websecure.address=:${NOMAD_PORT_https}" : 指定 Traefik 的 websecure 地址为： :443
    • "--entrypoints.traefik.address=:${NOMAD_PORT_admin}" : 指定 Traefik 的 traefik 地址为： :8080
    • "--providers.nomad=true" : 启用 Traefik 与 Nomad 集成
    • "--providers.nomad.endpoint.address=http://100.99.99.99:4646" : 指定 Nomad Server 地址
    • "--certificatesresolvers.tailscaleresolver.tailscale=true" : 启用 Traefik 与 Tailscale 集成。创建一个 Traefik Resolver 名为： tailscaleresolver , 且和 Tailscale 集成。

运行该 Job

                        
                          nomad run traefik.hcl

                        
                      

则 Traefik 会部署到 Nomad 所有的 Client 上.

至此，我们完成了 Nomad+Traefik+Tailscale 的集成。🎉🎉🎉 。

验证 Nomad+Traefik+Tailscale 效果

通过 Traefik Dashboard 验证

首先，打开 Traefik Dashboard - http://100.99.99.99 , 效果如下:

从上图可以看到:

• Traefik 的版本是 3.0 Beta 1 以上，实际为： 3.0.0-beta3
• Traefik 监听的端口为：80, 443 和 8080
• Traefik 已经和 Nomad 集成，Providers 显示为 Nomad.

创建 Nomad Service 验证

我们基于 HashiCorp Nomad 官方提供的另一个 Demo 程序： HashiCups 来进行配置调整:

                        
                          git clone https://github.com/hashicorp/learn-nomad-sd.git
cd learn-nomad-sd
git checkout tags/v0.1 -b nomad-hashicups-sd

                        
                      

修改 hashicups.hcl 的以下内容：（内容有省略） 。

                        
                          ...
job "hashicups" {
  type   = "service"

  ...
  group "nginx" {
    network {
      port "nginx" {
        to = var.nginx_port
      }
    }
    task "nginx" {
      driver = "docker"
      service {
        name = "nginx"
        provider = "nomad"
        port = "nginx"
        tags = [
            "traefik.http.routers.hashicups.rule=Host(`firefly-sub03.west-beta.ts.net`)",
            "traefik.http.routers.hashicups.tls.certResolver=tailscaleresolver"
        ]
      }
      ...
    }
  }
}

                        
                      

具体说明如下:

• to = var.nginx_port : 🐾注意，这里要从 static 改为 to , 避免 Host 端口冲突。Host 端口会随机分配一个端口。
• service { : service 块，这里 provider = "nomad" , Traefik 会通过 Nomad Server API 获取 Nomad Native Service, 并通过 tags 获取具体路由配置。

                        
                          tags = [
    "traefik.http.routers.hashicups.rule=Host(`firefly-sub03.west-beta.ts.net`)",
    "traefik.http.routers.hashicups.tls.certResolver=tailscaleresolver"
]

                        
                      

这里是 Traefik 的配置风格，Traefik 和 Nomad 集成时，Nomad tags 的配置和 Traefik docker 集成的配置风格是一模一样的.

• traefik.http.routers.hashicups.rule=Host(...) 创建 hashicups router. 并指定域名，这里我指定了我的一台 Nomad Client Node 的 Tailscale 完整域名： firefly-sub03.west-beta.ts.net . 其中 .west-beta.ts.net 是我的专属域，如果您要配置，请根据从 Tailscale Admin Console 获取到的域自行调整。 firefly-sub03 是我的一台 Linux Node 的 hostname, 显然，这台 Node 上安装了：nomad client, tailscale, traefik.
• "traefik.http.routers.hashicups.tls.certResolver=tailscaleresolver" 指定该 router 的 HTTP 证书解析方名称为： tailscaleresolver , 即 tailscale.

效果如下:

在 Traefik Dashboard 上展示如下:

△ 可以看到，通过 http://firefly-sub03.west-beta.ts.net/ 或 https://firefly-sub03.west-beta.ts.net/ 都可以访问到 Nomad 的 nginx service. 并且 TLS 启用，且 Resolver 是 tailscaleresolver 。

△ 可以看到，Nomad 为 nginx service 自动分配的地址是： http://100.74.143.10:25061 端口是一个随机端口 （我这里 Nomad 网络使用 host 模式，而不是 bridge 模式） 。

直接通过 TS 内网访问 https://firefly-sub03.west-beta.ts.net/ 如下:

△可以看到，通过域名可以访问到 Hashicups, 并且该域名的 HTTPS 证书也是受信的.

🎉🎉🎉 。

总结

本文我们通过 Nomad+Traefik+Tailscale 集成实现零信任安全.

在这里:

• Nomad 负责容器调度；（容器编排工具）
• Traefik 负责入口流量；(Ingress 工具）
• Tailscale 实现跨地域联通，4 层加密以及提供 HTTPS 证书。

具体来说，在这次集成中:

• 使用 Traefik 作为 Nomad 集群中工作负载的 HTTP 反向代理和负载均衡，并通过 Nomad Native Service 和 Nomad 集成，通过 Traefik Resolver 与 Tailscale 集成。
• 使用 Tailscale 实现跨地域联通，4 层加密以及提供 HTTPS 证书。
  • 跨地域联通需要在 Nomad 上进行相关设置；
  • 4 层加密为默认提供的；
  • HTTPS 证书则需要分别在 Nomad 以及 Traefik 上进行相关设置。

并且，这套方案也特别适合边缘 Edge 环境:

• Nomad 为边缘集群提供了简单轻量的（容器）编排服务
• Traefik 为边缘集群提供了 4 层 和 7 层的 负载均衡以及 7 层的 HTTP 代理服务
• Tailscale 为边缘集群的"云" "边" "端" 提供了隧道打通，实现网络连接和边缘网络加密。并自动为 HTTPS 提供受信证书。

📚️参考文档

• Traefik Proxy Integrates with Hashicorp Nomad | Traefik Labs
• Traefik Nomad Service Discovery Routing - Traefik
• Load Balancing with Traefik | Nomad | HashiCorp Developer
• Traefik Proxy Integrates with Hashicorp Nomad | Traefik Labs
• Traefik Tailscale Documentation - Traefik
• Download · Tailscale
• Integrations · Tailscale
• Traefik certificates on Tailscale · Tailscale
• Deploy an App with Nomad Service Discovery | Nomad | HashiCorp Developer

三人行, 必有我师; 知识共享, 天下为公. 本文由东风微鸣技术博客 EWhisper.cn 编写. 。

最后此篇关于Nomad系列-Nomad+Traefik+Tailscale集成实现零信任安全的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Nomad系列-Nomad+Traefik+Tailscale集成实现零信任安全的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。