Kubernetes——对外服务之Ingress _KUBERNETES

【Kubernetes——对外服务之Ingress】努力尽今夕，少年犹可夸。这篇文章主要讲述Kubernetes——对外服务之Ingress相关的知识，希望能为你提供帮助。
Ingress简介 service的作用

对集群内部，它不断跟踪pod的变化，更新endpoint中对应pod的对象，提供了ip不断变化的pod的服务发现机制
对集群外部，他类似负载均衡器，可以在集群内外部对pod进行访问

外部访问k8s集群内的服务

NodePort: 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
LoadBalancer: 受限于云平台，且通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用
Ingress: 可以简单理解为service的service，它其实就是一组基于域名和URL路径，把用户的请求转发到一个或多个service的规则

Ingress组成 1. 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

2 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kes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ccz与ingress-nginx两个，其他还有很多第三方维护的ingres-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。daemcn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upstrea，并在需要的时候reloada程序应用新配置。为了方便，后面的例子都以k8s官方维护的ingress-nginx为例
Ingress-Nginx github 地址:https://github.com/kubernetes/ingress-nginx
Ingress-Nginx官方网站:https:/kubernetes.github.io/ingress-nginx/

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工作原理

ingress-controller通过和 kubernetes APIServer 交互，动态的去感知集群中ingress规则变化
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
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
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

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部署nginx-ingress-controller 1. 部署ingress-controller pod及相关资源

1.mkdir /opt/ingress 2.cd /opt/ingress ========================================================== 官方下载地址： wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.25.0/deploy/static/mandatory.yaml上面可能无法下载，可用国内的gitee 3.wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.25.0/deploy/static/mandatory.yamlwget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml#mandatory.yaml文件中包含了很多资源的创建，包括namespace、configMap、role，ServiceAccount等等所有部署ingress-controller需要的资源

2. 修改clusterRole资源配置

vim mandatory.yaml .... - apiGroups: - "" resources: -services verbs: - get - list - watch - apiGroups: - "extensions" - "networking.k8s.io"#增加（0.25版本） resources: - ingresses verbs: - get - list - watch - apiGroups: - "" resources: - events verbs: - create - patch - apiGroups: - "extensions" - "networking.k8s.io"#增加（o.25版本) resources: - ingresses/ status verbs: - update

ingress暴露服务的方式 1. 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

2. DaemonSet+HostNetwork+nodeselector

用DaemonSet结合nodeselector来部署ingress-controller到特定的node 上，然后使用Hostiletwork直接把该pod与宿主机node的网络打通，直接使用宿主机的80/433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

3. Deployment+NodePort模式的Service

1)同样用deployment模式部署ingres-controller，并创建对应的服务，但是type为NodePort。这样，ingress就会暴露在集群节点ip的特定端口上 2)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 3)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

采用方式二:DaemonSet+HostNetwork+nodeselector 1. 指定nginx-ingress-controller运行在node02节点

kubectl label node node02 ingress=truekubectl get nodes --show-labels

2. 修改Deployment为Daemonset,指定节点运行，并开启 hostNetwork

vim mandatory.yaml ... apiversion: apps/vl kind: Daemonset#修改kind ... hostNetwork: true#使用主机网络 nodeSelector: ingress: "true"#选择节点运行 ...

3. 所有node节点上传nginx-ingress-controller镜像压缩包ingree.contro.tar.gz.到/opt/ingress目录，并解压和加载镜像

mkdir /opt/ingress cd /opt/ingress tar zxvf ingree.contro.tar.gz docker load -i ingree.contro.tar

4. 启动nginx-ingress-controller

#主节点 kubectl apply -f mandatory.yamlkubectl get pod -n ingress-nginx -o wide

到node02节点查看 netstat -natp | grep nginx ========================================================== 由于配置了hostnetwork， nginx已经在 node主机本地监听团/443/8181端口。其中 8181 是nginx-controller默认配置的一个defaultbackend (Ingress资源没有匹配的 rule 对象时，流量就会被导向这个default backend) 这样，只要访问 node主机有公网 TP，就可以直接映射域名来对外网暴露服务了。如果要nginx高可用的话，可以在多个node39上部署，并在前面再搭建一套LVS+keepalive做负载均衡。

5. 创建ingress规则 1) 创建一个deployment和svc

在主节点创建 vim service-nginx.yaml ========================================================== apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: labels: run: nginx-app name: nginx-app spec: replicas: 2 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - image: nginx name: nginx-app ports: - containerPort: 80 --- apiVersion: v1 kind: Service metadata : name: nginx-service spec: type: ClusterIP ports : - port: 7777 targetPort: 80 selector : app: nginx ========================================================== kubectl apply -f service-nginx.yamlkubectl get pod,svc

2) 创建ingress

vim ingress-1.yaml ========================================================== apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: nginx-ingress spec: rules: - host: www.lzc.com http: paths: - path: / backend: serviceName: nginx-service#指定你创建的svc的名称 servicePort: 80 ========================================================== kubectl apply -f ingress-1.yamlkubectl get pod,svc,ingress

6. 做端口映射并访问测试

echo 192.168.10.30 www.lzc.com > > /etc/hostscurl www.lzc.com

7. 查看nginx-ingress-controller

kubectl get pod -n ingress-nginx -o widekubectl exec -it nginx-ingress-controller-k5vvf-n ingress-nginx bash

采用方式三：Deployment+NodePort模式的Service
1. 下载nginx-ingress-controller和ingress-nginx暴露端口配置文件

在主节点 mkdir /opt/ingress-nodeport cd /opt/ingress-nodeport官方下载地址： wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml国内 gitee 资源地址： wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml

2. 在所有node节点上传镜像包ingress-controller-0.30.0.tar到/opt/ingress-nodeport目录，并加载镜像

在所有node节点 mkdir /opt/ingress-nodeport cd /opt/ingress-nodeport tar zxvf ingree.contro-0.30.0.tar.gz docker load -i ingree.contro-0.30.0.tar

3. 启动nginx-ingress-controller

kubectl apply -f mandatory.yaml kubectl apply -f service-nodeport.yaml

4. 创建deployment、service和ingress的yaml资源

vim ingress-nginx.yaml ========================================================== apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: nginx-app spec: replicas: 2 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: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: nginx-test spec: rules: - host: www.lzc111.com http: paths: - path: / backend: serviceName: nginx-svc servicePort: 80 ==========================================================kubectl apply -f ingress-nginx.yaml kubectl get pod,svc,ingress -owide

5. 做端口映射并访问测试

echo 192.168.10.30 www.lzc111.com > > /etc/hostscurl www.lzc111.com

ingress http代理访问虚拟主机

mkdir /opt/ingress-nodeport/vhost cd /opt/ingress-nodeport/vhost ========================================================== #创建虚拟主机1资源 vim demo1.yaml apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: deployment1 spec: replicas: 2 template: metadata: labels: name: nginx1 spec: containers: - name: nginx1 image: nginx ports: - containerPort: 80 --- apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc-1 spec: ports: - port: 80 protocol: TCP targetPort: 80 selector: name: nginx1 type: ClusterIP ========================================================== #创建虚拟主机2资源 vim demo2.yaml apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: deployment2 spec: replicas: 2 template: metadata: labels: name: nginx2 spec: containers: - name: nginx2 image: nginx ports: - containerPort: 80 --- apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc-2 spec: ports: - port: 80 protocol: TCP targetPort: 80 selector: name: nginx2 type: ClusterIP ========================================================== 创建ingress资源 vim ingress-nginx.yaml apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: ingress1 spec: rules: - host: www1.lzc.com http: paths: - path: / backend: serviceName: svc-1 servicePort: 80 --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: ingress2 spec: rules: - host: www2.gxd.com http: paths: - path: / backend: serviceName: svc-2 servicePort: 80 ========================================================== kubectl apply -f demo1.yaml kubectl apply -f demo2.yaml kubectl apply -f ingress-nginx.yaml kubectl get pod,svc,ingress

echo 192.168.10.30 www1.lzc.com> > /etc/hosts echo 192.168.10.30 www2.lzc.com> > /etc/hosts curl www1.lzc.com:31396 curl www2.lzc.com:31396

ingress https代理访问 1. 创建工作目录

mkdir /opt/ingress-nodeport/https cd /opt/ingress-nodeport/https

2.创建ssl证书

openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj"/CN=nginXsvc/O=nginxsvc"

3. 创建secret资源进行存储

kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crtkubectl get secretkubectl describe secret tls-secret

4. 创建deployment、service和ingress的yaml资源

vim demo3.yaml ========================================================== apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: nginx-app spec: replicas: 2 template: metadata: labels: name: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - containerPort: 80 --- apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc-3 spec: ports: - port: 80 targetPort: 80 protocol: TCP selector: name: nginx --- apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: ingress3 spec: tls: - hosts: - www.lzc222.com secretName: tls-secret rules: - host: www.lzc222.com http: paths: - path: / backend: serviceName: svc-3 servicePort: 80 ==========================================================kubectl apply -f demo3.yaml kubectl get pod,svc,ingress

5. 做端口映射并访问测试

echo 192.168.10.30 www.lzc222.com > > /etc/hosts在浏览器访问 https://www.lzc222.com:31067 点击高级选项，确认安全例外即可

nginx进行BasicAuth（访问前输入用户和密码） 1. 创建工作目录

mkdir /opt/ingress-nodeport/basic-auth cd /opt/ingress-nodeport/basic-auth

2. 生成用户密码文件，创建secret资源进行存储

yum install -y httpd htpasswd -c auth lzc kubectl create secret generic basic-auth --from-file=auth kubectl get secret kubectl describe secret basic-auth

3. 创建ingress资源

//具体详细设置方法可参考官网https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/examples/auth/basic/vim ingress-auth.yaml ========================================================== apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: ingress-auth annotations: #设置认证类型basic nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic #设置secret资源名称basic-auth nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth #设置认证窗口提示信息 nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: Authentication Required - lzc spec: rules: - host: auth.lzc.com http: paths: - path: / backend: serviceName: svc-2#之前指定创建过的svc servicePort: 80 ========================================================== kubectl apply -f ingress-auth.yaml kubectl get ingress

4. 做端口映射并访问测试

echo 192.168.10.30 auth.lzc.com > > /etc/hosts在浏览器访问 http://auth.lzc.com:31396

nginx进行重写 1. 配置说明

nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target:< 字符串> #必须重定向流量的目标URI nginx.ingress . kubernetes.io/ssl-redirect:< 布尔值> 指示位置部分是否仅可访问sSL(当Ingress包含证书时，默认为true)nginx.ingress . kubernetes.io/force-ssl-redirect:< 布尔值> #即使Ingress未启用rLS，也强制重定向到HTTPS nginx.ingress .kubernetes.io/app-root:< 字符串> #定义controller必须重定向的应用程序根，如果它在/上下文中·nginx.ingress, kubernetes.io/use-regex:< 布尔值> #指示Ingress.上定义的路径是否使用正则表达式

2. 编写yaml文件

vim ingress-rewrite.yaml ========================================================== apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: nginx-rewrite annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: http://auth.lzc.com:31396 spec: rules: - host: rewrite.lzc.com http: paths: - path: / backend: serviceName: ggggg#由于rewrite.lzc.com只是用于跳转不需要真实站点存在，因此svc资源名称可随意定义 servicePort: 1111 ========================================================== kubectl apply -f ingress-rewrite.yaml kubectl get ingress

3. 做端口映射并访问测试