HTTPS-offloading in OpenStack Octavia

HTTPS-offloading speelt een belangrijke rol in een OpenStack-omgeving. HTTPS versleutelt de gegevens tussen client en server. Hoewel dit onmisbaar is voor een goede beveiliging, betekent dat een aanzienlijke belasting van de servers. Met name wanneer het op grote schaal moet worden toegepast.

OpenStack Octavia is de ‘Load Balancing-as-a-Service’ component van OpenStack, en biedt HTTPS-offloading als een oplossing voor dit probleem. HTTPS-offloading, ook wel SSL-terminatie genoemd, verplaatst de SSL-encryptie (Secure Sockets Layer) en decryptie van de applicatieservers naar de load balancer. Dit vermindert de belasting van de backend-servers. Die kunnen zich dan vooral bezighouden met de applicatielogica in plaats van met encryptiebewerkingen.

Dit betekent dat jij (of je klant) minder servercapaciteit nodig heeft om dezelfde hoeveelheid verkeer te verwerken en dat de belasting efficiënter verdeeld wordt. Dit leidt uiteindelijk tot betere prestaties en lagere kosten, zonder de beveiliging daarvoor in gevaar te brengen.

Zo werkt HTTPS-offloading

Wanneer een client verbinding maakt met een webserver via HTTPS, worden verschillende stappen doorlopen om een beveiligde verbinding tot stand te brengen. Daaronder vallen onder andere de uitwisseling van certificaten, de handshake-protocollen en het versleutelen van data die over de verbinding gaat. Bij traditionele setups moet de server al deze handelingen uitvoeren. Dit kan leiden tot een aanzienlijke overhead, vooral wanneer de server wordt belast met duizenden gelijktijdige SSL-sessies.

Met HTTPS-offloading wordt dit proces verplaatst naar de load balancer. In het geval van OpenStack neemt de Octavia load balancer de SSL-terminatie voor zijn rekening. Dit betekent dat de SSL-handshake en de bijbehorende encryptie en decryptie worden afgehandeld door de load balancer, in plaats van door de backend-servers.

Het proces werkt als volgt:

1.           Client-verzoek: Een client stuurt een HTTPS-verzoek naar de load balancer.

2.           SSL-handshake: De load balancer voert de SSL-handshake uit met de client en wisselt certificaten uit om de verbinding te verifiëren.

3.           Decryptie: Nadat de SSL-verbinding is opgezet, ontcijfert de load balancer de versleutelde gegevens die van de client komen.

4.           Verzending naar backend-server: De load balancer stuurt de gegevens door naar de backend-server, die de gegevens in de applicatielogica verwerkt en een antwoord terugstuurt.

5.           Encryptie voor client: De load balancer versleutelt de gegevens weer voordat deze naar de client worden teruggestuurd.

Op deze manier worden de backend-servers zelf niet belast met de ‘dure’ taak van encryptie en decryptie.

Vermindering van serverbelasting: SSL-terminatie en compressie

Een van de grootste voordelen van HTTPS-offloading is dus de vermindering van serverbelasting door SSL-terminatie. Encryptie en decryptie zijn processorintensieve taken die veel rekenkracht vragen. Dat deze taken worden overgenomen door de load balancer betekent niet alleen lagere kosten, maar ook een snellere respons van de applicatie, en efficiënter gebruik van serverbronnen.

Een bijkomend voordeel van Octavia is dat je compressie kunt toepassen op de datastroom. Dit betekent dat data wordt gecomprimeerd voordat deze naar de backend-server wordt gestuurd. Hierdoor worden de netwerkbelasting en latency verminderd, wat ook weer bijdraagt aan betere prestaties en een snellere respons.

Verbeterde schaalbaarheid door offloading

Niet alleen de prestaties van de applicatie gaan omhoog, het heeft ook gevolgen voor de schaalbaarheid van je servers en de applicatie. Load balancing is van nature ontworpen om serverbelasting gelijkmatig te verdelen, en door de toevoeging van SSL-terminatie wordt deze belasting nog beter beheerd. Octavia zorgt ervoor dat de verwerking van verkeersverzoeken efficiënt blijft, zelfs wanneer de vraag exponentieel toeneemt. Je kunt zonder problemen servers toevoegen wanneer het systeem dat nodig heeft en je hoeft het er niet voor stil te leggen.

Load balancers en beveiliging: hoe HTTPS-offloading helpt bij veilige verbindingen

Beveiliging is een belangrijk aandachtspunt, vooral bij het verwerken van gevoelige klantdata. Load balancers spelen een sleutelrol in het onderhouden van veilige verbindingen in een gedistribueerde cloudomgeving. HTTPS-offloading is daarbij essentieel, want het garandeert dat de veiligheid optimaal blijft, zonder dat de prestaties afnemen wanneer het verkeer toeneemt.

Wel is het zaak dat je je bewust bent van de achterliggende principes. Wanneer HTTPS-verkeer wordt afgehandeld door een load balancer, worden de encryptiecertificaten op de load balancer opgeslagen. Dit kan bepaalde risico’s met zich meebrengen als de certificaten niet goed worden beheerd. Je moet dus strenge veiligheidsmaatregelen implementeren bij het opslaan van certificaten op de load balancer. Denk hierbij aan het gebruik van Hardware Security Modules (HSM’s) om certificaten te beschermen en regelmatig te rouleren.

De load balancer kan ook inspecties uitvoeren op het verkeer nadat de SSL-terminatie is voltooid. Dit betekent dat je verkeer kunt analyseren op mogelijke bedreigingen, zoals malware of schadelijke code, voordat deze bij de backend-servers terechtkomt. Dit is een extra beveiligingslaag die je kan beschermen tegen aanvallen, zoals man-in-the-middle-aanvallen of datalekken.

Best practices voor IT Admins en ISV’s: optimale configuraties voor Octavia

Hoewel je zelf een eigen load balancer kunt kiezen, is het zeker een idee om eerst te kijken naar Octavia. Die moet natuurlijk wel goed worden geconfigureerd om het maximale uit HTTPS-offloading te halen. Hier zijn enkele best practices die je kunnen helpen om het proces te optimaliseren:

1.           Overweeg het gebruik van HSM’s voor certificaatbeheer: Zoals gezegd is certificaatbeheer cruciaal. Je kunt er voor kiezen om Hardware Security Modules in te zetten voor het beveiligen van de certificaten die op de load balancer worden gebruikt.

2.           Stel health checks in: Zorg ervoor dat je de health checks voor backend-servers goed configureert. Hiermee kan Octavia automatisch defecte servers detecteren en het verkeer omleiden naar gezonde servers.

3.           Schakel compressie in: Schakel compressie in voor dataverkeer tussen de load balancer en de backend-servers. Dit vermindert de netwerkbelasting en verbetert de prestaties.

4.           Certificaatroulatie: Stel automatische certificaatroulatie in om te voorkomen dat verouderde certificaten beveiligingsrisico’s kunnen vormen.

5.           Gebruik horizontale schaalbaarheid: Voeg extra backend-servers toe wanneer de belasting toeneemt. Met Octavia kun je eenvoudig servers toevoegen zonder downtime of verstoring van de service.

6.           Monitoring en logging: Octavia heeft uitgebreide monitoring- en loggingmogelijkheden. Hiermee kun je het verkeer en de belasting in real-time volgen. Dit helpt je om proactief op problemen te reageren en de infrastructuur op de juiste momenten op te schalen.

Robuust

HTTPS-offloading met OpenStack Octavia biedt een robuuste oplossing voor het beheren van verkeer in cloudomgevingen. Door het overdragen van SSL-terminatie en compressie aan de load balancer, kunnen backend-servers efficiënter werken en wordt de schaalbaarheid verbeterd. Dit levert een aanzienlijke verbetering op in kostenbesparing, snelheid en beveiliging.

Zelf aan de slag met OpenStack? Bekijk de opties en start jouw eigen project vandaag nog.