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 flannelOVS

  • 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

internet
|
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[Services]

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

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /testpath
backend:
serviceName: test
servicePort: 80

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+

networking.k8s.io/v1beta1

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。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
spec:
backend:
serviceName: testsvc
servicePort: 80

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

foo.bar.com -> 178.91.123.132 -> / foo s1:80
/ bar s2:80

可以通过下面的 Ingress 来定义:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: test
spec:
rules:
- host: foo.bar.com
http:
paths:
- path: /foo
backend:
serviceName: s1
servicePort: 80
- path: /bar
backend:
serviceName: s2
servicePort: 80

使用 kubectl create -f 创建完 ingress 后:

$ kubectl get ing
NAME RULE BACKEND ADDRESS
test -
foo.bar.com
/foo s1:80
/bar s2:80

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

foo.bar.com --| |-> foo.bar.com s1:80
| 178.91.123.132 |
bar.foo.com --| |-> bar.foo.com s2:80

下面是一个基于 Host header 路由请求的 Ingress:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: test
spec:
rules:
- host: foo.bar.com
http:
paths:
- backend:
serviceName: s1
servicePort: 80
- host: bar.foo.com
http:
paths:
- backend:
serviceName: s2
servicePort: 80

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.crttls.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.crttls.key 的 secret:

apiVersion: v1
data:
tls.crt: base64 encoded cert
tls.key: base64 encoded key
kind: Secret
metadata:
name: testsecret
namespace: default
type: Opaque

Ingress 中引用 secret:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: no-rules-map
spec:
tls:
- secretName: testsecret
backend:
serviceName: s1
servicePort: 80

注意,不同 Ingress controller 支持的 TLS 功能不尽相同。 请参阅有关 nginxGCE 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:

$ kubectl get ing
NAME RULE BACKEND ADDRESS
test - 178.91.123.132
foo.bar.com
/foo s1:80
$ kubectl edit ing test

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:

spec:
rules:
- host: foo.bar.com
http:
paths:
- backend:
serviceName: s1
servicePort: 80
path: /foo
- host: bar.baz.com
http:
paths:
- backend:
serviceName: s2
servicePort: 80
path: /foo
..

更新后:

$ kubectl get ing
NAME RULE BACKEND ADDRESS
test - 178.91.123.132
foo.bar.com
/foo s1:80
bar.baz.com
/foo s2:80

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

helm install stable/nginx-ingress --name nginx-ingress --set rbac.create=true

其他 Ingress Controller 还有:

参考文档