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在k8s中使用ingress进行web访问
发表于:2022-12-25 | 分类: kubernetes
字数统计: 3.8k | 阅读时长: 16分钟 | 阅读量:
Ingress 是对集群中服务的外部访问进行管理的 API 对象,典型的访问方式是 HTTP。

Ingress 可以提供负载均衡、SSL 终结和基于名称的虚拟托管
术语解释:

  - 节点(Node): Kubernetes 集群中其中一台工作机器,是集群的一部分。
  - 集群(Cluster): 一组运行由 Kubernetes 管理的容器化应用程序的节点。 在此示例和在大多数常见的 Kubernetes 部署环境中,集群中的节点都不在公共网络中。
  - 边缘路由器(Edge router): 在集群中强制执行防火墙策略的路由器(router)。 可以是由云提供商管理的网关,也可以是物理硬件。
  - 集群网络(Cluster network): 一组逻辑的或物理的连接,根据 Kubernetes 网络模型 在集群内实现通信。
  - 服务(Service):Kubernetes 服务使用 标签选择算符(selectors)标识的一组 Pod。 除非另有说明,否则假定服务只具有在集群网络中可路由的虚拟 IP

ingress 是什么

Ingress 公开了从集群外部到集群内服务的 HTTP 和 HTTPS 路由。 流量路由由 Ingress 资源上定义的规则控制。
下面是一个将所有流量都发送到同一 Service 的简单 Ingress 示例
image.png
可以将 Ingress 配置为服务提供外部可访问的 URL、负载均衡流量、终止 SSL/TLS,以及提供基于名称的虚拟主机等能力。 Ingress 控制器 通常负责通过负载均衡器来实现 Ingress,尽管它也可以配置边缘路由器或其他前端来帮助处理流量。
Ingress 不会公开任意端口或协议。 将 HTTP 和 HTTPS 以外的服务公开到 Internet 时,通常使用 Service.Type=NodePort 或 Service.Type=LoadBalancer 类型的服务

使用ingress 的前提条件

你必须具有 Ingress 控制器 才能满足 Ingress 的要求。 仅创建 Ingress 资源本身没有任何效果。
你可能需要部署 Ingress 控制器,例如 ingress-nginx。 你可以从许多 Ingress 控制器 中进行选择。
理想情况下,所有 Ingress 控制器都应符合参考规范。但实际上,不同的 Ingress 控制器操作略有不同
一个最小的 Ingress 资源示例:

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: minimal-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /testpath
pathType: Prefix
backend:
service:
name: test
port:
number: 80

与所有其他 Kubernetes 资源一样,Ingress 需要使用 apiVersion、kind 和 metadata 字段。 Ingress 对象的命名必须是合法的 DNS 子域名名称。 Ingress 经常使用注解(annotations)来配置一些选项,具体取决于 Ingress 控制器,例如 重写目标注解。 不同的 Ingress 控制器 支持不同的注解。查看文档以供你选择 Ingress 控制器,以了解支持哪些注解。
Ingress 规约 提供了配置负载均衡器或者代理服务器所需的所有信息。 最重要的是,其中包含与所有传入请求匹配的规则列表。 Ingress 资源仅支持用于转发 HTTP 流量的规则。

ingress 使用

ingress 的规则

每个 HTTP 规则都包含以下信息:

- 可选的 host。在此示例中,未指定 host,因此该规则适用于通过指定 IP 地址的所有入站 HTTP 通信。 
    如果提供了 host(例如 foo.bar.com),则 rules 适用于该 host。
- 路径列表 paths(例如,/testpath),每个路径都有一个由 serviceName 和 servicePort 定义的关联后端。
     在负载均衡器将流量定向到引用的服务之前,主机和路径都必须匹配传入请求的内容。
- backend(后端)是 Service 文档中所述的服务和端口名称的组合。 与规则的 host 和 path 
    匹配的对 Ingress 的 HTTP(和 HTTPS )请求将发送到列出的 backend。

通常在 Ingress 控制器中会配置 defaultBackend(默认后端),以服务于任何不符合规约中 path 的请求.

default backend

没有 rules 的 Ingress 将所有流量发送到同一个默认后端。 defaultBackend 通常是 Ingress 控制器 的配置选项,而非在 Ingress 资源中指定。
如果 hosts 或 paths 都没有与 Ingress 对象中的 HTTP 请求匹配,则流量将路由到默认后端.

资源后端

Resource 后端是一个 ObjectRef,指向同一名字空间中的另一个 Kubernetes,将其作为 Ingress 对象。Resource 与 Service 配置是互斥的,在 二者均被设置时会无法通过合法性检查。 Resource 后端的一种常见用法是将所有入站数据导向带有静态资产的对象存储后端

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-resource-backend
spec:
defaultBackend:
resource:
apiGroup: k8s.example.com
kind: StorageBucket
name: static-assets
rules:
- http:
paths:
- path: /icons
pathType: ImplementationSpecific
backend:
resource:
apiGroup: k8s.example.com
kind: StorageBucket
name: icon-assets

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创建了如上的 Ingress 之后,你可以使用下面的命令查看它

kubectl describe ingress ingress-resource-backend

Name: ingress-resource-backend
Namespace: default
Address:
Default backend: APIGroup: k8s.example.com, Kind: StorageBucket, Name: static-assets
Rules:
Host Path Backends
---- ---- --------
*
/icons APIGroup: k8s.example.com, Kind: StorageBucket, Name: icon-assets
Annotations: <none>
Events: <none>

路径类型

Ingress 中的每个路径都需要有对应的路径类型(Path Type)。未明确设置 pathType 的路径无法通过合法性检查。当前支持的路径类型有三种:

- ImplementationSpecific:对于这种路径类型,匹配方法取决于 IngressClass。
   具体实现可以将其作为单独的 pathType 处理或者与 Prefix 或 Exact 类型作相同处理。
- Exact:精确匹配 URL 路径,且区分大小写。
- Prefix:基于以 / 分隔的 URL 路径前缀匹配。匹配区分大小写,并且对路径中的元素逐个完成。 
    路径元素指的是由 / 分隔符分隔的路径中的标签列表。 如果每个 _p_ 都是请求路径 _p_ 的元素前缀,则请求与路径 _p_ 匹配。

如果路径的最后一个元素是请求路径中最后一个元素的子字符串,则不会匹配 (例如:/foo/bar 匹配 /foo/bar/baz, 但不匹配 /foo/barbaz

类型 路径 请求路径 匹配与否?
Prefix / (所有路径)
Exact /foo /foo
Exact /foo /bar
Exact /foo /foo/
Exact /foo/ /foo
Prefix /foo /foo, /foo/
Prefix /foo/ /foo, /foo/
Prefix /aaa/bb /aaa/bbb
Prefix /aaa/bbb /aaa/bbb
Prefix /aaa/bbb/ /aaa/bbb 是,忽略尾部斜线
Prefix /aaa/bbb /aaa/bbb/ 是,匹配尾部斜线
Prefix /aaa/bbb /aaa/bbb/ccc 是,匹配子路径
Prefix /aaa/bbb /aaa/bbbxyz 否,字符串前缀不匹配
Prefix /, /aaa /aaa/ccc 是,匹配 /aaa 前缀
Prefix /, /aaa, /aaa/bbb /aaa/bbb 是,匹配 /aaa/bbb 前缀
Prefix /, /aaa, /aaa/bbb /ccc 是,匹配 / 前缀
Prefix /aaa /ccc 否,使用默认后端
混合 /foo (Prefix), /foo (Exact) /foo 是,优选 Exact 类型

在某些情况下,Ingress 中的多条路径会匹配同一个请求。 这种情况下最长的匹配路径优先。 如果仍然有两条同等的匹配路径,则精确路径类型优先于前缀路径类型

主机名通配符

主机名可以是精确匹配(例如“foo.bar.com”)或者使用通配符来匹配 (例如“*.foo.com”)。 精确匹配要求 HTTP host 头部字段与 host 字段值完全匹配。 通配符匹配则要求 HTTP host 头部字段与通配符规则中的后缀部分相同

主机 host 头部 匹配与否?
*.foo.com bar.foo.com 基于相同的后缀匹配
*.foo.com baz.bar.foo.com 不匹配,通配符仅覆盖了一个 DNS 标签
*.foo.com foo.com 不匹配,通配符仅覆盖了一个 DNS 标签
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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-wildcard-host
spec:
rules:
- host: "foo.bar.com"
http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/bar"
backend:
service:
name: service1
port:
number: 80
- host: "*.foo.com"
http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/foo"
backend:
service:
name: service2
port:
number: 80

ingress 类

Ingress 可以由不同的控制器实现,通常使用不同的配置。 每个 Ingress 应当指定一个类,也就是一个对 IngressClass 资源的引用。 IngressClass 资源包含额外的配置,其中包括应当实现该类的控制器名称。

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: IngressClass
metadata:
name: external-lb
spec:
controller: example.com/ingress-controller
parameters:
apiGroup: k8s.example.com
kind: IngressParameters
name: external-lb

IngressClass 资源包含一个可选的 parameters 字段,可用于为该类引用额外的、 特定于具体实现的配置
parameters 字段有一个 scope 和 namespace 字段,可用来引用特定 于名字空间的资源,对 Ingress 类进行配置。 scope 字段默认为 Cluster,表示默认是集群作用域的资源。 将 scope 设置为 Namespace 并设置 namespace 字段就可以引用某特定 名字空间中的参数资源。
有了名字空间域的参数,就不再需要为一个参数资源配置集群范围的 CustomResourceDefinition。 除此之外,之前对访问集群范围的资源进行授权,需要用到 RBAC 相关的资源,现在也不再需要了

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: IngressClass
metadata:
name: external-lb
spec:
controller: example.com/ingress-controller
parameters:
apiGroup: k8s.example.com
kind: IngressParameters
name: external-lb
namespace: external-configuration
scope: Namespace

默认ingress类

你可以将一个特定的 IngressClass 标记为集群默认 Ingress 类。 将一个 IngressClass 资源的 ingressclass.kubernetes.io/is-default-class 注解设置为 true 将确保新的未指定 ingressClassName 字段的 Ingress 能够分配为这个默认的 IngressClass.
如果集群中有多个 IngressClass 被标记为默认,准入控制器将阻止创建新的未指定 ingressClassName 的 Ingress 对象。 解决这个问题只需确保集群中最多只能有一个 IngressClass 被标记为默认.

ingress 类型

单个service完成的ingress

现有的 Kubernetes 概念允许你暴露单个 Service 。 你也可以通过指定无规则的 默认后端 来对 Ingress 进行此操作

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
spec:
defaultBackend:
service:
name: test
port:
number: 80

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如果使用 kubectl apply -f 创建此 Ingress,则应该能够查看刚刚添加的 Ingress 的状态

kubectl get ingress test-ingress

NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
test-ingress external-lb * 203.0.113.123 80 59s
# 其中 203.0.113.123 是由 Ingress 控制器分配以满足该 Ingress 的 IP。

入口控制器和负载平衡器可能需要一两分钟才能分配 IP 地址。 在此之前,你通常会看到地址字段的值被设定为

简单扇出

一个扇出(fanout)配置根据请求的 HTTP URI 将来自同一 IP 地址的流量路由到多个 Service。 Ingress 允许你将负载均衡器的数量降至最低。例如,这样的设置
image.png
将需要一个如下所示的 Ingress:

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: simple-fanout-example
spec:
rules:
- host: foo.bar.com
http:
paths:
- path: /foo
pathType: Prefix
backend:
service:
name: service1
port:
number: 4200
- path: /bar
pathType: Prefix
backend:
service:
name: service2
port:
number: 8080

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当你使用 kubectl apply -f 创建 Ingress 时:

kubectl describe ingress simple-fanout-example

Name: simple-fanout-example
Namespace: default
Address: 178.91.123.132
Default backend: default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)
Rules:
Host Path Backends
---- ---- --------
foo.bar.com
/foo service1:4200 (10.8.0.90:4200)
/bar service2:8080 (10.8.0.91:8080)
Annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal ADD 22s loadbalancer-controller default/test

Ingress 控制器将提供实现特定的负载均衡器来满足 Ingress, 只要 Service (service1,service2) 存在。 当它这样做时,你会在 Address 字段看到负载均衡器的地址.取决于你所使用的 Ingress 控制器, 你可能需要创建默认 HTTP 后端服务

基于名称的虚机托管

基于名称的虚拟主机支持将针对多个主机名的 HTTP 流量路由到同一 IP 地址上

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: name-virtual-host-ingress
spec:
rules:
- host: foo.bar.com
http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/"
backend:
service:
name: service1
port:
number: 80
- host: bar.foo.com
http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/"
backend:
service:
name: service2
port:
number: 80

image.png
如果你创建的 Ingress 资源没有在 rules 中定义的任何 hosts,则可以匹配指向 Ingress 控制器 IP 地址的任何网络流量,而无需基于名称的虚拟主机。
例如,以下 Ingress 会将针对 first.bar.com 的请求流量路由到 service1, 将针对 second.bar.com 的请求流量路由到 service2, 而针对该 IP 地址的、没有在请求中定义主机名的请求流量会被路由(即,不提供请求标头) 到 service3

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: name-virtual-host-ingress-no-third-host
spec:
rules:
- host: first.bar.com
http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/"
backend:
service:
name: service1
port:
number: 80
- host: second.bar.com
http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/"
backend:
service:
name: service2
port:
number: 80
- http:
paths:
- pathType: Prefix
path: "/"
backend:
service:
name: service3
port:
number: 80

TLS 支持

你可以通过设定包含 TLS 私钥和证书的Secret 来保护 Ingress。 Ingress 只支持单个 TLS 端口 443,并假定 TLS 连接终止于 Ingress 节点 (与 Service 及其 Pod 之间的流量都以明文传输)。 如果 Ingress 中的 TLS 配置部分指定了不同的主机,那么它们将根据通过 SNI TLS 扩展指定的主机名 (如果 Ingress 控制器支持 SNI)在同一端口上进行复用。 TLS Secret 必须包含名为 tls.crt 和 tls.key 的键名。 这些数据包含用于 TLS 的证书和私钥。例如

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apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: testsecret-tls
namespace: default
data:
tls.crt: base64 编码的 cert
tls.key: base64 编码的 key
type: kubernetes.io/tls

在 Ingress 中引用此 Secret 将会告诉 Ingress 控制器使用 TLS 加密从客户端到负载均衡器的通道。 你需要确保创建的 TLS Secret 创建自包含 https-example.foo.com 的公用名称(CN)的证书。 这里的公共名称也被称为全限定域名(FQDN)
注意,默认规则上无法使用 TLS,因为需要为所有可能的子域名发放证书。 因此,tls 节区的 hosts 的取值需要域 rules 节区的 host 完全匹配。

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: tls-example-ingress
spec:
tls:
- hosts:
- https-example.foo.com
secretName: testsecret-tls
rules:
- host: https-example.foo.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: service1
port:
number: 80

** 各种 Ingress 控制器所支持的 TLS 功能之间存在差异。请参阅有关 nginxGCE 或者任何其他平台特定的 Ingress 控制器的文档,以了解 TLS 如何在你的环境中工作**

更新ingress

要更新现有的 Ingress 以添加新的 Host,可以通过编辑资源来对其进行更新

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kubectl describe ingress test

Name: test
Namespace: default
Address: 178.91.123.132
Default backend: default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)
Rules:
Host Path Backends
---- ---- --------
foo.bar.com
/foo service1:80 (10.8.0.90:80)
Annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
Events:
Type Reason Age From Message
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Normal ADD 35s loadbalancer-controller default/test

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使用如下命令进行编辑:
kubectl edit ingress test

# 此命令将会打开yaml 文件进行编辑,当推出编辑后,会自动进行加载

验证:
kubectl describe ingress test

Name: test
Namespace: default
Address: 178.91.123.132
Default backend: default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)
Rules:
Host Path Backends
---- ---- --------
foo.bar.com
/foo service1:80 (10.8.0.90:80)
bar.baz.com
/foo service2:80 (10.8.0.91:80)
Annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
Events:
Type Reason Age From Message
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Normal ADD 45s loadbalancer-controller default/test

部署ingress

目前有两种ingress可供选择

两种方式都可以实现ingress访问方式,但细节上有所不同, 可根据需要自行选择.

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