一、Ingress介绍
1、Ingress的简介
K8S集群外部的客户端访问K8S集群内部的方案
基于Service实现:NodePort、LoadBalancer、externalIPs 只能支持四层代理转发,如果K8S集群规模较大运行的业务服务较多,NodePort端口/externalIPs管理成本会很高
●NodePort:将service暴露在节点网络上,NodePort背后就是Kube-Proxy,Kube-Proxy是沟通service网络、Pod网络和节点网络的桥梁。
测试环境使用还行,当有几十上百的服务在集群中运行时,NodePort的端口管理就是个灾难。因为每个端口只能是一种服务,默认端口范围只能是 30000-32767。●LoadBalancer:使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发,注意此模式需要外部云环境支持。借助第三方的云负载均衡器,将请求分发到所有的Node上,其底层还是NodePort。
LoadBalancer和NodePort很相似,目的都是向外部暴露一个端口,区别在于LoadBalancer会在集群的外部再来做一个负载均衡设备,而这个设备需要外部环境支持的,外部服务发送到这个设备上的请求,会被设备负载之后转发到集群中。**●externalIPs:service允许为其分配外部IP,如果外部IP路由到集群中一个或多个Node上,Service会被暴露给这些externalIPs。通过外部IP进入到集群的流量,将会被路由到Service的Endpoint上。 **
基于Ingress实现:支持七层代理转发,可自定义规则根据用户请求的域名或URL路径转发给指定的Service端点实现Pod的代理访问
2、Ingress 的组成
ingress
ingress是一个API对象,通过yaml文件来配置,ingress对象的作用是定义请求如何转发到service的规则,可以理解为配置模板。
ingress通过http或https暴露集群内部service,给service提供外部URL、负载均衡、SSL/TLS能力以及基于域名的反向代理。ingress要依靠 ingress-controller 来具体实现以上功能。
ingress-controller
ingress-controller是具体实现反向代理及负载均衡的程序,对ingress定义的规则进行解析,根据配置的规则来实现请求转发。
ingress-controller并不是k8s自带的组件,实际上ingress-controller只是一个统称,用户可以选择不同的ingress-controller实现,目前,由k8s维护的ingress-controller只有google云的GCE与ingress-nginx两个,其他还有很多第三方维护的ingress-controller,具体可以参考官方文档。但是不管哪一种ingress-controller,实现的机制都大同小异,只是在具体配置上有差异。
一般来说,ingress-controller的形式都是一个pod,里面跑着daemon程序和反向代理程序。daemon负责不断监控集群的变化,根据 ingress对象生成配置并应用新配置到反向代理,比如ingress-nginx就是动态生成nginx配置,动态更新upstream,并在需要的时候reload程序应用新配置。
总结:ingress-controller才是负责具体转发的组件,通过各种方式将它暴露在集群入口,外部对集群的请求流量会先到 ingress-controller, 而ingress对象是用来告诉ingress-controller该如何转发请求,比如哪些域名、哪些URL要转发到哪些service等等。
3、Ingress-Nginx的工作原理
(1)ingress-controller通过和 kubernetes APIServer 交互,动态的去感知集群中ingress规则变化,
(2)然后读取它,按照自定义的规则,规则就是写明了哪个域名对应哪个service,生成一段nginx配置,
(3)再写到nginx-ingress-controller的pod里,这个ingress-controller的pod里运行着一个Nginx服务,控制器会把生成的 nginx配置写入 /etc/nginx.conf文件中,
(4)然后reload一下使配置生效。以此达到域名区分配置和动态更新的作用。
4、部署ingress-controller Pod及相关资源
mkdir /opt/ingress
cd /opt/ingress
官方下载地址:
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.3.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
上面可能无法下载,可用国内的 gitee
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/controller-v1.3.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
修改镜像地址为:
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:v1.3.0@sha256:d1707ca76d3b044ab8a28277a2466a02100ee9f58a86af1535a3edf9323ea1b5
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v1.1.1@sha256:64d8c73dca984af206adf9d6d7e46aa550362b1d7a01f3a0a91b20cc67868660
二、Ingress的暴露方式
方式一:DaemonSet+HostNetwork+nodeSelector
用DaemonSet结合nodeselector来部署ingress-controller到特定的node上,然后使用HostNetwork直接把该pod与宿主机node的网络打通,直接使用宿主机的80/443端口就能访问服务。这时,ingress-controller所在的node机器就很类似传统架构的边缘节点,比如机房入口的nginx服务器。该方式整个请求链路最简单,性能相对NodePort模式更好。缺点是由于直接利用宿主机节点的网络和端口,一个node只能部署一个ingress-controller pod。 比较适合大并发的生产环境使用。
**修改 Deployment 为 DaemonSet ,指定节点运行,并开启 hostNetwork 网络 **
vim deploy.yaml
...
apiVersion: apps/v1
# 修改 kind
#kind: Deployment
kind: DaemonSet
......
spec:
......
template:
......
spec:
# 使用宿主机网络
hostNetwork: true
# 修改选择节点选择器
nodeSelector:
ingress: "true"
......
创建service资源
创建Ingress规则
**根据ip地址规则实现访问 **
根据域名规则进行访问
方式二:Deployment+LoadBalancer 模式的 Service
如果要把ingress部署在公有云,那用这种方式比较合适。用Deployment部署ingress-controller,创建一个 type为 LoadBalancer 的 service 关联这组 pod。大部分公有云,都会为 LoadBalancer 的 service 自动创建一个负载均衡器,通常还绑定了公网地址。 只要把域名解析指向该地址,就实现了集群服务的对外暴露
方式三:Deployment+NodePort模式的Service
同样用deployment模式部署ingress-controller,并创建对应的service,但是type为NodePort。这样,ingress就会暴露在集群节点ip的特定端口上。由于nodeport暴露的端口是随机端口,一般会在前面再搭建一套负载均衡器来转发请求。该方式一般用于宿主机是相对固定的环境ip地址不变的场景。
NodePort方式暴露ingress虽然简单方便,但是NodePort多了一层NAT,在请求量级很大时可能对性能会有一定影响。
1、下载 nginx-ingress-controller 配置文件
mkdir /opt/ingress-nodeport
cd /opt/ingress-nodeport
官方下载地址:
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.3.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
上面可能无法下载,可用国内的 gitee
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/controller-v1.3.0/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
修改镜像地址为:
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:v1.3.0@sha256:d1707ca76d3b044ab8a28277a2466a02100ee9f58a86af1535a3edf9323ea1b5
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v1.1.1@sha256:64d8c73dca984af206adf9d6d7e46aa550362b1d7a01f3a0a91b20cc67868660
2、修改配置文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app.kubernetes.io/component: controller
app.kubernetes.io/instance: ingress-nginx
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
app.kubernetes.io/version: 1.3.0
name: ingress-nginx-controller
namespace: ingress-nginx
spec:
#externalTrafficPolicy: Local #注释此行,值为Cluster表示流量可以转发到其他节点上的Pod;Local表示:流量只发给本机的Pod
ports:
......
type: NodePort #Service类型设置为 NodePort 或 LoadBalancer
3、启动 nginx-ingress-controller
kubectl apply -f deploy.yaml
kubectl get pod,svc -n ingress-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/ingress-nginx-admission-create-vvxjr 0/1 Completed 0 37m
pod/ingress-nginx-admission-patch-9gmdd 0/1 Completed 0 37m
pod/ingress-nginx-controller-575585684c-9qbwp 1/1 Running 0 29m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/ingress-nginx-controller NodePort 10.96.3.13 <none> 80:32338/TCP,443:30008/TCP 37m
service/ingress-nginx-controller-admission ClusterIP 10.96.175.162 <none> 443/TCP 37m
Ingress HTTP 代理访问
cd /opt/ingress-nodeport
#创建 deployment、Service、Ingress Yaml 资源
vim ingress-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-app
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
name: nginx
template:
metadata:
labels:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
name: nginx
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-test
spec:
ingressClassName: "nginx"
rules:
- host: www.benet.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: nginx-svc
port:
number: 80
kubectl apply -f ingress-nginx.yaml
kubectl get svc,pods -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 8h <none>
service/nginx-svc ClusterIP 10.96.212.214 <none> 80/TCP 65s name=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod/nginx-app-65d7b99f6b-l4g65 1/1 Running 0 65s 10.244.1.8 node01 <none> <none>
pod/nginx-app-65d7b99f6b-zcqgp 1/1 Running 0 65s 10.244.2.8 node02 <none> <none>
kubectl exec -it pod/nginx-app-65d7b99f6b-l4g65 bash
# cd /usr/share/nginx/html/
# echo 'this is web1' >> index.html
kubectl exec -it pod/nginx-app-65d7b99f6b-zcqgp bash
# cd /usr/share/nginx/html/
# echo 'this is web2' >> index.html
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