Ingress

在本篇文章中你将会看到一些在其他地方被交叉使用的术语，为了防止产生歧义，我们首先来澄清下。
节点：Kubernetes 集群中的服务器；
集群：Kubernetes 管理的一组服务器集合；
边界路由器：为局域网和 Internet 路由数据包的路由器，执行防火墙保护局域网络；
集群网络：遵循 Kubernetes网络模型 实现集群内的通信的具体实现，比如 flannel 和 OVS。
服务：Kubernetes 的服务 (Service) 是使用标签选择器标识的一组 pod Service。 除非另有说明，否则服务的虚拟 IP 仅可在集群内部访问。
什么是 Ingress？
通常情况下，service 和 pod 的 IP 仅可在集群内部访问。集群外部的请求需要通过负载均衡转发到 service 在 Node 上暴露的 NodePort 上，然后再由 kube-proxy 通过边缘路由器 (edge router) 将其转发给相关的 Pod 或者丢弃。如下图所示
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   internet
2
        |
3
  ------------
4
  [Services]
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而 Ingress 就是为进入集群的请求提供路由规则的集合，如下图所示
image-20190316184154726
Ingress 可以给 service 提供集群外部访问的 URL、负载均衡、SSL 终止、HTTP 路由等。为了配置这些 Ingress 规则，集群管理员需要部署一个 Ingress controller，它监听 Ingress 和 service 的变化，并根据规则配置负载均衡并提供访问入口。
Ingress 格式
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apiVersion: extensions/v1beta1
2
kind: Ingress
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metadata:
4
  name: test-ingress
5
spec:
6
  rules:
7
  - http:
8
      paths:
9
      - path: /testpath
10
        backend:
11
          serviceName: test
12
          servicePort: 80
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每个 Ingress 都需要配置 rules，目前 Kubernetes 仅支持 http 规则。上面的示例表示请求 /testpath 时转发到服务 test 的 80 端口。
API 版本对照表
Kubernetes 版本
Extension 版本
v1.5-v1.17
extensions/v1beta1
v1.8-v1.18
networking.k8s.io/v1beta1
v1.19+
networking.k8s.io/v1
Ingress 类型
根据 Ingress Spec 配置的不同，Ingress 可以分为以下几种类型：
单服务 Ingress
单服务 Ingress 即该 Ingress 仅指定一个没有任何规则的后端服务。
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apiVersion: extensions/v1beta1
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kind: Ingress
3
metadata:
4
  name: test-ingress
5
spec:
6
  backend:
7
    serviceName: testsvc
8
    servicePort: 80
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注：单个服务还可以通过设置 Service.Type=NodePort 或者 Service.Type=LoadBalancer 来对外暴露。
多服务的 Ingress
路由到多服务的 Ingress 即根据请求路径的不同转发到不同的后端服务上，比如
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foo.bar.com -> 178.91.123.132 -> / foo    s1:80
2
                                 / bar    s2:80
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可以通过下面的 Ingress 来定义：
1
apiVersion: extensions/v1beta1
2
kind: Ingress
3
metadata:
4
  name: test
5
spec:
6
  rules:
7
  - host: foo.bar.com
8
    http:
9
      paths:
10
      - path: /foo
11
        backend:
12
          serviceName: s1
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          servicePort: 80
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      - path: /bar
15
        backend:
16
          serviceName: s2
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          servicePort: 80
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使用 kubectl create -f 创建完 ingress 后：
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$ kubectl get ing
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NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
3
test      -
4
          foo.bar.com
5
          /foo          s1:80
6
          /bar          s2:80
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虚拟主机 Ingress
虚拟主机 Ingress 即根据名字的不同转发到不同的后端服务上，而他们共用同一个的 IP 地址，如下所示
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foo.bar.com --|                 |-> foo.bar.com s1:80
2
              | 178.91.123.132  |
3
bar.foo.com --|                 |-> bar.foo.com s2:80
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下面是一个基于 Host header 路由请求的 Ingress：
1
apiVersion: extensions/v1beta1
2
kind: Ingress
3
metadata:
4
  name: test
5
spec:
6
  rules:
7
  - host: foo.bar.com
8
    http:
9
      paths:
10
      - backend:
11
          serviceName: s1
12
          servicePort: 80
13
  - host: bar.foo.com
14
    http:
15
      paths:
16
      - backend:
17
          serviceName: s2
18
          servicePort: 80
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注：没有定义规则的后端服务称为默认后端服务，可以用来方便的处理 404 页面。
TLS Ingress
TLS Ingress 通过 Secret 获取 TLS 私钥和证书 (名为 tls.crt 和 tls.key)，来执行 TLS 终止。如果 Ingress 中的 TLS 配置部分指定了不同的主机，则它们将根据通过 SNI TLS 扩展指定的主机名（假如 Ingress controller 支持 SNI）在多个相同端口上进行复用。
定义一个包含 tls.crt 和 tls.key 的 secret：
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apiVersion: v1
2
data:
3
  tls.crt: base64 encoded cert
4
  tls.key: base64 encoded key
5
kind: Secret
6
metadata:
7
  name: testsecret
8
  namespace: default
9
type: Opaque
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Ingress 中引用 secret：
1
apiVersion: extensions/v1beta1
2
kind: Ingress
3
metadata:
4
  name: no-rules-map
5
spec:
6
  tls:
7
    - secretName: testsecret
8
  backend:
9
    serviceName: s1
10
    servicePort: 80
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注意，不同 Ingress controller 支持的 TLS 功能不尽相同。 请参阅有关 nginx，GCE 或任何其他 Ingress controller 的文档，以了解 TLS 的支持情况。
更新 Ingress
可以通过 kubectl edit ing name 的方法来更新 ingress：
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$ kubectl get ing
2
NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
3
test      -                       178.91.123.132
4
          foo.bar.com
5
          /foo          s1:80
6
$ kubectl edit ing test
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这会弹出一个包含已有 IngressSpec yaml 文件的编辑器，修改并保存就会将其更新到 kubernetes API server，进而触发 Ingress Controller 重新配置负载均衡：
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spec:
2
  rules:
3
  - host: foo.bar.com
4
    http:
5
      paths:
6
      - backend:
7
          serviceName: s1
8
          servicePort: 80
9
        path: /foo
10
  - host: bar.baz.com
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    http:
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      paths:
13
      - backend:
14
          serviceName: s2
15
          servicePort: 80
16
        path: /foo
17
..
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更新后：
1
$ kubectl get ing
2
NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
3
test      -                       178.91.123.132
4
          foo.bar.com
5
          /foo          s1:80
6
          bar.baz.com
7
          /foo          s2:80
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当然，也可以通过 kubectl replace -f new-ingress.yaml 命令来更新，其中 new-ingress.yaml 是修改过的 Ingress yaml。
Ingress Controller
Ingress 正常工作需要集群中运行 Ingress Controller。Ingress Controller 与其他作为 kube-controller-manager 中的在集群创建时自动启动的 controller 成员不同，需要用户选择最适合自己集群的 Ingress Controller，或者自己实现一个。
Ingress Controller 以 Kubernetes Pod 的方式部署，以 daemon 方式运行，保持 watch Apiserver 的 /ingress 接口以更新 Ingress 资源，以满足 Ingress 的请求。比如可以使用 Nginx Ingress Controller：
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helm install stable/nginx-ingress --name nginx-ingress --set rbac.create=true
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其他 Ingress Controller 还有：
​traefik ingress 提供了一个 Traefik Ingress Controller 的实践案例
​kubernetes/ingress-nginx 提供了一个详细的 Nginx Ingress Controller 示例
​kubernetes/ingress-gce 提供了一个用于 GCE 的 Ingress Controller 示例
Ingress Class
在 Ingress Class 之前，要给 Ingress 选择具体的 Controller，需要加上特殊的 annotation（如 kubernetes.io/ingress.class: nginx）。而有了 IngressClass，集群管理员就可以预先创建好支持的 Ingress 类型，并可以 Ingress 中直接引用。
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apiVersion: networking.k8s.io/v1
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kind: IngressClass
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metadata:
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  name: external-lb
5
spec:
6
  controller: example.com/ingress-controller
7
  parameters:
8
    apiGroup: k8s.example.com
9
    kind: IngressParameters
10
    name: external-lb
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参考文档
​Kubernetes Ingress Resource​
​Kubernetes Ingress Controller​
​使用 NGINX Plus 负载均衡 Kubernetes 服务​
​使用 NGINX 和 NGINX Plus 的 Ingress Controller 进行 Kubernetes 的负载均衡​
​Kubernetes Ingress Controller-Træfɪk​
​Kubernetes 1.2 and simplifying advanced networking with Ingress​

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