k8s篇-Ingress对象详解

一、什么是Ingress

为什么需要 Ingress：

Ingress 也是为了解决在集群之外访问集群内部的Service服务的问题。

实际上，将service的type设置为nodePort或LoadBalancer，也能实现将集群内部的服务暴露给外部访问。那Ingress是不是多余的呢？肯定不是。

先回顾下，LoadBalancer类型的Service访问流程，如下：

                                      .————————————————————————————————————————————————
                                      |  集群内部                        .-------> Pod  |
                                      |                                /               |
集群外部(用户) ----> LoadBalancer -----+--> node_ip:nodePort ----> Service             |
                                      |                                               |
                                      |                                 '-------> Pod  |
                                      |                                                |
                                      '————————————————————————————————————————————————

LoadBalancer 类型的 Service 一般应用于云平台环境中，这个LoadBalancer是由云厂商提供的，位于k8s集群外部，当用户在云平台上创建一个该类型的Service时，同时会为该 Service 创建一个对应的负载均衡器，也就是说，每个 Service 都要有一个负载均衡器，这种做法实际上是成本比较高。

同样，Ingress除了能将集群内部的服务暴露给外界访问，它也是一个负载均衡器，而且专门是为集群内部的Service提供负载均衡服务。

Ingress 与 LoadBalancer 类型的 Service 有点类似，但区别在于，Ingress是一个k8s集群内部的全局的负载均衡器，作为k8s集群中的一个对象资源而存在，而LoadBalancer类型则是一个集群外部的负载均衡服务器。

Ingress 工作原理：

Ingress，是K8s的一个资源对象，定义了一系列路由转发规则（或反向代理规则），它规定了外部进来的HTTP/HTTPS请求应该被转发到哪个Service上。

简单的说，Ingress就是一段nginx服务的反向代理配置，它能根据请求中不同的Host和URL路径，将请求转发到不同的Service的Pod上。

Ingress Controller相当于是一个反向代理程序，负责解析Ingress的反向代理规则，并实时感知Ingress路由规则的变化。一旦Ingress有增删改的变动，Ingress Controller会及时更新自己相应的转发规则，当Ingress Controller收到请求后，就会根据这些规则将请求转发到对应的Service。

具体点说，Ingress Controller是通过API Server获取Ingress资源的变化，并动态地生成Load Balancer（如Nginx程序）所需的配置文件（如nginx.conf），然后重新加载Load Balancer（如执行nginx -s load重新加载Nginx。）来生成新的路由转发规则。

 
Ingress与手动部署反向代理服务器的思路是一样的。如果反向代理服务器使用的是Nginx程序，Ingress Controller 会将 Ingress 规则变化生成一段Nginx的配置，然后将这个配置写到Ingress Controller管理下的Nginx Pod中，然后reload。 
 
二、Nginx Ingress部署与使用 
 
Ingress 部署： 
Ingress组件需要提前部署到k8s集群中，它包括 Ingress Service 与 Ingress Controller，以及Ingress Controller管理下的两个Nginx Pod。反向代理服务器有Nginx、Apache、traefik等，这里选择用Nginx。 
 
官网部署手册：https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/blob/main/docs/deploy/index.md 
当部署好后，查看环境信息。若成功部署，则环境中能看到有一个Ingress Service、Ingress Controller、Nginx Pod，如下： 
# 查看Ingress Service（该Service用的是LoadBalancer方式对外暴露服务，也可以用nodePort方式）
$ kubectl -n kube-system get svc nginx-ingress-lb
NAME               TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
nginx-ingress-lb   LoadBalancer   172.17.216.4   10.82.33.4    80:31366/TCP,443:30489/TCP   487d

$ kubectl -n kube-system describe svc nginx-ingress-lb
Name:                     nginx-ingress-lb
Namespace:                kube-system
Labels:                   app=nginx-ingress-lb
Annotations:              .....
Selector:                 app=ingress-nginx
Type:                     LoadBalancer
IP:                       172.17.216.4
LoadBalancer Ingress:     10.82.33.4
Port:                     http  80/TCP
TargetPort:               80/TCP
NodePort:                 http  31366/TCP
Endpoints:                172.16.1.130:80,172.16.1.131:80
Port:                     https  443/TCP
TargetPort:               443/TCP
NodePort:                 https  30489/TCP
Endpoints:                172.16.1.130:443,172.16.1.131:443
Session Affinity:         None
External Traffic Policy:  Local
HealthCheck NodePort:     30135
Events:                   


# 查看Ingress控制器
$ kubectl -n kube-system get deploy nginx-ingress-controller
NAME                       DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-ingress-controller   2         2         2            2           487d

# 查看Ingress控制器下的两个Nginx Pod
$ kubectl -n kube-system get pods -owide  -l app=ingress-nginx
NAME                                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE                                
nginx-ingress-controller-787644849b-nmsbm   1/1     Running   0          487d   172.16.1.130   node1
nginx-ingress-controller-787644849b-tn7bq   1/1     Running   0          487d   172.16.1.131   node1
 
Ingress 使用： 
Ingress能将来自于不同域名的请求转发到不同的Service上，也可以将同一个域名下的请求，根据不同URI接口转发到不同的Service上。 
Ingress对象字段说明： 
spec:
    backend: 全局默认后端。若不匹配任何规则的请求，都会代理到默认后端
        serviceName: service的名称。要将请求代理到哪个Service上
        servicePort: service的端口
    rules: 定义入站流量的转发规则
        host: 第一条规则，检查入站流量是否匹配此处定义的域名
        http:
            paths:
                path: 第二条规则，检查入站流量的URI路径，是否匹配此处定义的path（省略即为"/"）
                backend: 自定义后端。所有入站流量都会先匹配host与path规则，当两个都匹配时，才会将流量代理到下面定义的service上，否则会发送到默认backend
                    serviceName:
                    servicePort:
    tls: 配置HTTPS 
 
示例1：根据不同域名转发到不同的service上 
第一步，先创建两个service，分别是my-service-1和my-service-2。 
my-service-1： 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service-1
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: my-nginx-web1
  ports:
  - name: nginx
    port: 80
    targetPort: 80
  type: ClusterIP
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx-deploy
  namespace: default
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx-web1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx-web1
    spec:
      containers:
      - name: nginx-web1
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80 
my-service-2： 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service-2
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: my-nginx-web2
  ports:
  - name: nginx
    port: 8080
    targetPort: 80
  type: ClusterIP
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx-deploy-2
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx-web2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx-web2
    spec:
      containers:
      - name: nginx-web2
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80 
第二步，创建一个Ingress规则，根据不同域名转发到不同的service上 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-demo-0915
  namespace: default
spec:
  rules:
    - host: my.test.com                    #将来自于my.test.com域名的请求代理到my-service-1上
      http:
        paths:
          - backend:
              serviceName: my-service-1
              servicePort: 80
    - host: a.test.com                     #将来自于a.test.com域名的请求代理到my-service-2上
      http:
        paths:
          - backend:
              serviceName: my-service-2
              servicePort: 8080 
第三步，查看service与pod信息 
#查看两个service
$ kubectl get svc -o wide
NAME           TYPE        CLUSTER-IP     	EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE   SELECTOR
my-service-1   ClusterIP   172.17.171.2   	        80/TCP     35m   app=my-nginx-web1
my-service-2   ClusterIP   172.17.101.107           8080/TCP   59m   app=my-nginx-web2

$ kubectl describe svc my-service-1
Name:              my-service-1
Namespace:         default
Labels:            
Annotations:       ...
Selector:          app=my-nginx-web1
Type:              ClusterIP
IP:                172.17.171.2
Port:              nginx  8080/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         172.16.1.150:80,172.16.2.156:80
Session Affinity:  None
Events:            

$ kubectl describe svc my-service-2
Name:              my-service-2
Namespace:         default
Labels:            
Annotations:       ...
Selector:          app=my-nginx-web2
Type:              ClusterIP
IP:                172.17.101.107
Port:              nginx  8080/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         172.16.1.151:80
Session Affinity:  None
Events:            

#查看service的Pod
$ kubectl get pods -o wide
NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP              NODE    NOMINATED NODE
my-nginx-deploy-6fb9f56545-8k4mk      1/1     Running   0          87s    172.16.2.156    node1   
my-nginx-deploy-6fb9f56545-c7gcx      1/1     Running   0          87s    172.16.1.150    node2   
my-nginx-deploy-2-7f47d46589-mnpbl    1/1     Running   0          67m    172.16.1.151    node2    
查看Ingress信息： 
# 查看ingress
$ kubectl get ingress ingress-demo-0915
NAME                HOSTS                    ADDRESS      PORTS   AGE
ingress-demo-0915   my.test.com,a.test.com   10.82.33.4   80      3h14m

$ kubectl describe ingress ingress-demo-0915
Name:             ingress-demo-0915
Namespace:        default
Address:          10.82.33.4
Default backend:  default-http-backend:80 ()
Rules:
  Host         Path  Backends
  ----         ----  --------
  my.test.com
                  my-service-1:80 ()
  a.test.com
                  my-service-2:8080 ()
Annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/service-weight:        my-service-1: 100, my-service-2: 100
  ....
Events:   
第四步，访问测试 
$ curl a.test.com
$ curl my.test.com

k8s篇-Ingress对象详解

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