Kubernetes Igress

Kubernetes Igress

Ingress介绍

Ingress 是对集群中服务的外部访问进行管理的 API 对象，典型的访问方式是 HTTP。

Ingress 可以提供负载均衡、SSL 终结和基于名称的虚拟托管。

Ingress 公开了从集群外部到集群内 services 的 HTTP 和 HTTPS 路由。 流量路由由 Ingress 资源上定义的规则控制。

internet | [ Ingress ] --|-----|-- [ Services ]

可以将 Ingress 配置为提供服务外部可访问的 URL、负载均衡流量、终止 SSL / TLS，以及提供基于名称的虚拟主机。Ingress 控制器 通常负责通过负载均衡器来实现 Ingress，尽管它也可以配置边缘路由器或其他前端来帮助处理流量。

Ingress 不会公开任意端口或协议。 将 HTTP 和 HTTPS 以外的服务公开到 Internet 时，通常使用 Service.Type=NodePort 或者 Service.Type=LoadBalancer 类型的服务。

专用术语

节点（Node）: Kubernetes 集群中其中一台工作机器，是集群的一部分。集群（Cluster）: 一组运行程序（这些程序是容器化的，被 Kubernetes 管理的）的节点。在此示例中，和在大多数常见的Kubernetes部署方案，集群中的节点都不会是公共网络。边缘路由器（Edge router）: 在集群中强制性执行防火墙策略的路由器（router）。可以是由云提供商管理的网关，也可以是物理硬件。集群网络（Cluster network）: 一组逻辑或物理的链接，根据 Kubernetes 网络模型 在集群内实现通信。服务（Service）：Kubernetes Service 使用 标签 选择器（selectors）标识的一组 Pod。除非另有说明，否则假定服务只具有在集群网络中可路由的虚拟 IP。

环境准备

必须具有 ingress 控制器才能满足 Ingress 的要求。仅创建 Ingress 资源无效。

需要部署 Ingress 控制器，例如 ingress-nginx。您可以从许多Ingress 控制器 中进行选择。

理想情况下，所有 Ingress 控制器都应符合参考规范。但实际上，不同的 Ingress 控制器操作略有不同。

Ingress 资源

Ingress 资源示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: test-ingress annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /spec: rules: - http: paths: - path: /testpath pathType: Prefix backend: serviceName: test servicePort: 80

与所有其他 Kubernetes 资源一样，Ingress 需要使用 apiVersion、kind 和 metadata 字段。Ingress 对象的命名必须是合法的 DNS 子域名名称。有关使用配置文件的一般信息，请参见部署应用、 配置容器、管理资源。Ingress 经常使用注解（annotations）来配置一些选项，具体取决于 Ingress 控制器，例如 rewrite-target annotation。不同的 Ingress 控制器 支持不同的注解（annotations）。查看文档以供您选择 Ingress 控制器，以了解支持哪些注解（annotations）。

Ingress 规范 具有配置负载均衡器或者代理服务器所需的所有信息。最重要的是，它包含与所有传入请求匹配的规则列表。Ingress 资源仅支持用于定向 HTTP 流量的规则。

Ingress 规则

每个 HTTP 规则都包含以下信息：

可选主机。在此示例中，未指定主机，因此该规则适用于通过指定 IP 地址的所有入站 HTTP 通信。如果提供了主机（例如 foo.bar.com），则规则适用于该主机。路径列表（例如，/testpath）,每个路径都有一个由 serviceName 和 servicePort 定义的关联后端。在负载均衡器将流量定向到引用的服务之前，主机和路径都必须匹配传入请求的内容。后端是 Service 文档中所述的服务和端口名称的组合。与规则的主机和路径匹配的对 Ingress 的 HTTP（和 HTTPS ）请求将发送到列出的后端。

通常在 Ingress 控制器中配置默认后端，以服务任何不符合规范中路径的请求。

默认后端

没有规则的 Ingress 将所有流量发送到单个默认后端。默认后端通常是 Ingress 控制器的配置选项，并且未在 Ingress 资源中指定。

如果没有主机或路径与 Ingress 对象中的 HTTP 请求匹配，则流量将路由到您的默认后端。

路径类型

Ingress 中的每个路径都有对应的路径类型。支持三种类型：

ImplementationSpecific （默认）：对于这种类型，匹配取决于 IngressClass. 具体实现可以将其作为单独的 pathType 处理或者与 Prefix 或 Exact 类型作相同处理。Exact：精确匹配 URL 路径且对大小写敏感。Prefix：基于以 / 分割的 URL 路径前缀匹配。匹配对大小写敏感，并且对路径中的元素逐个完成。路径元素指的是由 / 分隔符分割的路径中的标签列表。如果每个 p 都是请求路径 p 的元素前缀，则请求与路径 p 匹配。注意： 如果路径的最后一个元素是请求路径中最后一个元素的子字符串，则不会匹配（例如：/foo/bar 匹配 /foo/bar/baz, 但不匹配 /foo/barbaz）。

多重匹配

在某些情况下，Ingress 中的多条路径会匹配同一个请求。这种情况下最长的匹配路径优先。如果仍然有两条同等的匹配路径，则精确路径类型优先于前缀路径类型。

Ingress 类

Ingress 可以由不同的控制器实现，通常使用不同的配置。每个 Ingress 应当指定一个类，一个对 IngressClass 资源的引用，该资源包含额外的配置，其中包括应当实现该类的控制器名称。

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: IngressClassmetadata: name: external-lbspec: controller: example.com/ingress-controller parameters: apiGroup: k8s.example.com/v1alpha kind: IngressParameters name: external-lb

IngressClass 资源包含一个可选的参数字段。可用于引用该类的额外配置。

废弃的注解

在 IngressClass 资源和 ingressClassName 字段被引入 Kubernetes 1.18 之前，Ingress 类是通过 Ingress 中的一个 kubernetes.io/ingress.class 注解来指定的。这个注解从未被正式定义过，但是得到了 Ingress 控制器的广泛支持。

Ingress 中新的 ingressClassName 字段是该注解的替代品，但并非完全等价。该注解通常用于引用实现该 Ingress 的控制器的名称， 而这个新的字段则是对一个包含额外 Ingress 配置的 IngressClass 资源的引用，包括 Ingress 控制器的名称。

默认 Ingress 类

可以将一个特定的 IngressClass 标记为集群默认项。将一个 IngressClass 资源的 ingressclass.kubernetes.io/is-default-class 注解设置为 true 将确保新的未指定 ingressClassName 字段的 Ingress 能够分配为这个默认的 IngressClass.

警告: 如果集群中有多个 IngressClass 被标记为默认，准入控制器将阻止创建新的未指定 ingressClassName 字段的 Ingress 对象。解决这个问题只需确保集群中最多只能有一个 IngressClass 被标记为默认。

Ingress 类型

单服务 Ingress

现有的 Kubernetes 概念允许您暴露单个 Service (查看替代方案)，您也可以通过指定无规则的 默认后端 来对 Ingress 进行此操作。

# service/networking/ingress.yaml apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: test-ingressspec: backend: serviceName: testsvc servicePort: 80

如果使用 kubectl apply -f 创建它，则应该能够查看刚刚添加的 Ingress 的状态：

kubectl get ingress test-ingressNAME HOSTS ADDRESS PORTS AGEtest-ingress * 203.0.113.123 80 59s

其中 203.0.113.123 是由 Ingress 控制器分配以满足该 Ingress 的 IP。

注意： 入口控制器和负载平衡器可能需要一两分钟才能分配IP地址。在此之前，您通常会看到地址字段的值被设定为 。

简单分列

一个分列配置根据请求的 HTTP URI 将流量从单个 IP 地址路由到多个服务。Ingress 允许您将负载均衡器的数量降至最低。例如，这样的设置：

foo.bar.com -> 178.91.123.132 -> / foo service1:4200 / bar service2:8080

将需要一个 Ingress，例如：

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: simple-fanout-example annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /spec: rules: - host: foo.bar.com http: paths: - path: /foo backend: serviceName: service1 servicePort: 4200 - path: /bar backend: serviceName: service2 servicePort: 8080

当您使用 kubectl apply -f 创建 Ingress 时：

kubectl describe ingress simple-fanout-exampleName: simple-fanout-exampleNamespace: defaultAddress: 178.91.123.132Default backend: default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)Rules: Host Path Backends ---- ---- -------- foo.bar.com /foo service1:4200 (10.8.0.90:4200) /bar service2:8080 (10.8.0.91:8080)Annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal ADD 22s loadbalancer-controller default/test

Ingress 控制器将提供实现特定的负载均衡器来满足 Ingress，只要 Service (service1，service2) 存在。当它这样做了，您会在地址栏看到负载均衡器的地址。

注意： 根据您使用的 Ingress 控制器，您可能需要创建默认 HTTP 后端 Service。

基于名称的虚拟托管

基于名称的虚拟主机支持将 HTTP 流量路由到同一 IP 地址上的多个主机名。

foo.bar.com --| |-> foo.bar.com service1:80 | 178.91.123.132 |bar.foo.com --| |-> bar.foo.com service2:80

以下 Ingress 让后台负载均衡器基于主机 header 路由请求。

apiVersionapiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: name-virtual-host-ingressspec: rules: - host: foo.bar.com http: paths: - backend: serviceName: service1 servicePort: 80 - host: bar.foo.com http: paths: - backend: serviceName: service2 servicePort: 80

如果您创建的 Ingress 资源没有规则中定义的任何主机，则可以匹配到您 Ingress 控制器 IP 地址的任何网络流量，而无需基于名称的虚拟主机。

例如，以下 Ingress 资源会将 first.bar.com 请求的流量路由到 service1，将 second.foo.com 请求的流量路由到 service2，而没有在请求中定义主机名的 IP 地址的流量路由（即，不提供请求标头）到 service3。

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata: name: name-virtual-host-ingressspec: rules: - host: first.bar.com http: paths: - backend: serviceName: service1 servicePort: 80 - host: second.foo.com http: paths: - backend: serviceName: service2 servicePort: 80 - http: paths: - backend: serviceName: service3 servicePort: 80

TLS

您可以通过指定包含 TLS 私钥和证书的 secret Secret 来加密 Ingress。目前，Ingress 只支持单个 TLS 端口 443，并假定 TLS 终止。

如果 Ingress 中的 TLS 配置部分指定了不同的主机，那么它们将根据通过 SNI TLS 扩展指定的主机名（如果 Ingress 控制器支持 SNI）在同一端口上进行复用。TLS Secret 必须包含名为 tls.crt 和 tls.key 的密钥，这些密钥包含用于 TLS 的证书和私钥，例如：

apiVersion: v1kind: Secretmetadata: name: testsecret-tls namespace: defaultdata: tls.crt: base64 encoded cert tls.key: base64 encoded keytype: kubernetes.io/tls

在 Ingress 中引用此 Secret 将会告诉 Ingress 控制器使用 TLS 加密从客户端到负载均衡器的通道。您需要确保创建的 TLS secret 来自包含 sslexample.foo.com 的公用名称（CN）的证书，也被称为全限定域名（FQDN）。

注意： 各种 Ingress 控制器所支持的 TLS 功能之间存在差异。请参阅有关文件 nginx、 GCE 或者任何其他平台特定的 Ingress 控制器，以了解 TLS 如何在您的环境中工作。

负载均衡

Ingress 控制器使用一些适用于所有 Ingress 的负载均衡策略设置进行自举，例如负载均衡算法、后端权重方案和其他等。更高级的负载均衡概念（例如，持久会话、动态权重）尚未通过 Ingress 公开。您可以通过用于服务的负载均衡器来获取这些功能。

值得注意的是，即使健康检查不是通过 Ingress 直接暴露的，但是在 Kubernetes 中存在并行概念，比如 就绪检查，它允许您实现相同的最终结果。请检查控制器特殊说明文档，以了解他们是怎样处理健康检查的 ( nginx， GCE)。

更新 Ingress

要更新现有的 Ingress 以添加新的 Host，可以通过编辑资源来对其进行更新：

kubectl describe ingress testName: testNamespace: defaultAddress: 178.91.123.132Default backend: default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)Rules: Host Path Backends ---- ---- -------- foo.bar.com /foo service1:80 (10.8.0.90:80)Annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal ADD 35s loadbalancer-controller default/test

kubectl edit ingress test

这将弹出具有 YAML 格式的现有配置的编辑器。修改它来增加新的主机：

spec: rules: - host: foo.bar.com http: paths: - backend: serviceName: service1 servicePort: 80 path: /foo - host: bar.baz.com http: paths: - backend: serviceName: service2 servicePort: 80 path: /foo..

保存更改后，kubectl 将更新 API 服务器中的资源，该资源将告诉 Ingress 控制器重新配置负载均衡器。验证：

kubectl describe ingress testName: testNamespace: defaultAddress: 178.91.123.132Default backend: default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)Rules: Host Path Backends ---- ---- -------- foo.bar.com /foo service1:80 (10.8.0.90:80) bar.baz.com /foo service2:80 (10.8.0.91:80)Annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Normal ADD 45s loadbalancer-controller default/test

您可以通过 kubectl replace -f 命令调用修改后的 Ingress yaml 文件来获得同样的结果。

跨可用区失败

用于跨故障域传播流量的技术在云提供商之间是不同的

替代方案

不直接使用 Ingress 资源，也有多种方法暴露 Service：

使用 Service.Type=LoadBalancer使用 Service.Type=NodePort