Kubernetes：Ingress总结(一)
Blog：博客园 个人
参考：Ingress | Kubernetes、《Kubernetes进阶实战》、《Kubernetes网络权威指南 》
何谓Ingress？从字面意思解读，就是入站流量。Kubernetes的Ingress资源对象是指授权入站连接到达集群内服务的规则集合。
我们知道，Kubernetes上的NodePort和LoadBalancer类型的Service资源能够把集群内部服务暴露给集群外部客户端访问，但两个负载均衡跃点(路由)必然产生更大的网络延迟，且无疑会大大增加组织在使用云服务方面的费用开销。
因此，Kubernetes为这种需求提供了一种更为高级的流量管理约束方式，尤其是对HTTP/HTTPS协议的约束。Kubernetes使用Ingress控制器作为统一的流量入口，管理内部各种必要的服务，并通过Ingress这一API资源来描述如何区分流量以及内部的路由逻辑。有了Ingress和Ingress控制器，我们就可通过定义路由流量的规则来完成服务发布，而无须创建一堆NodePort或LoadBalancer类型的Service，而且流量也会由Ingress控制器直接到达Pod对象。
Kubernetes Ingress提供了负载平衡器的典型特性：HTTP路由、黏性会话、SSL终止、SSL直通、TCP和UDP负载平衡等。目前，并不是所有的Ingress Controller都实现了这些功能，需要查看具体的Ingress Controller文档。Ingress控制器有各种类型，包括GoogleCloud Load Balancer、Nginx、Istio等。有些Ingress Controller可能还依赖各种插件，例如cert-manager，它可以为服务自动提供SSL证书。
💡Tips：人们通常把Kubernetes集群内部的通信称为东西向流量，而把集群内外部的通信称为南北向流量。
下面是一个将所有流量都发送到同一 Service 的简单 Ingress 示例：
通常情况下，Service和Pod仅可在集群内部网络中通过IP地址访问。所有到达边界路由的流量或被丢弃或被转发到其他地方。
Ingress的作用就是在边界路由处开个口子，放外部流量进来。因此，Ingress是建立在Service之上的L7访问入口，它支持通过URL的方式将Service暴露到k8s集群外；支持自定义Service的访问策略；提供按域名访问的虚拟主机功能；支持TLS通信。
Ingress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 Kubernetes：服务与负载均衡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。
💡注意：没有
rules的 Ingress 将所有流量发送到同一个默认后端。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。
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。
💡注意：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）。
例如：
| 类型 | 路径 | 请求路径 | 匹配与否？ |
|---|---|---|---|
| Prefix | / |
（所有路径） | 是 |
| Exact | /foo |
/foo |
是 |
| Exact | /foo |
/bar |
否 |
| Exact | /foo |
/foo/ |
否 |
| Exact | /foo/ |
/foo |
否 |
| Prefix | /foo |
/foo, /foo/ |
是 |
| Prefix | /foo/ |
/foo, /foo/ |
是 |
| Prefix | /aaa/bb |
/aaa/bbb |
否 |
| Prefix | /aaa/bbb |
/aaa/bbb |
是 |
| 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 |
Ingress类型
单个Service实现
现有的 Kubernetes 概念允许你暴露单个 Service，例如：
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
spec:
defaultBackend:
service:
name: test
port:
number: 80
执行：
[root@master test]# kubectl apply -f ./test-ingress.yaml
ingress.networking.k8s.io/test-ingress created
简单扇出(Simple fanout)
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：
配置如下：
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
基于名称的虚拟托管(Name based virtual hosting)
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。
总结
Kubernetes的Ingress简单理解就是个规则定义，例如某个域名对应某个Service，即当某个域名的请求进来时，转发给某个Service。Ingress Controller负责实现这个规则，即Ingress Controller将其动态写入负载均衡器的配置中，从而实现服务的负载均衡。
