k8s核心资源之Ingress七层代理介绍及使用(七)
Ingress 和 Ingress Controller 概述
引入前景： service 四层代理
先说下2个问题： 在 k8s 中为什么会有 service 这个概念？
问题1、Pod 漂移问题
Kubernetes 具有强大的副本控制能力，能保证在任意副本（Pod）挂掉时自动从其他机器启动一个新的，还可以动态扩容等，通俗地说，这个 Pod 可能在任何时刻出现在任何节点上，也可能在任何时刻死在任何节点上；那么自然随着 Pod 的创建和销毁，Pod IP 肯定会动态变化；那么如何把这个动态的 Pod IP 暴露出去？这里借助于 Kubernetes 的 Service 机制，Service 可以以标签的形式选定一组带有指定标签的 Pod，并监控和自动负载他们的 Pod IP，那么我们向外暴露只暴露 Service IP 就行了；这就是 NodePort 模式：即在每个节点上开起一个端口，然后转发到内部 Pod IP 上：
此时的访问方式：http://nodeip:nodeport/ ，即数据包流向如下：
客户端请求-->node 节点的 ip:端口--->service 的 ip:端口--->pod 的 ip:端口
问题2：Service 存在哪些问题？
1、端口管理问题
采用 NodePort 方式暴露服务面临的问题是，服务一旦多起来，NodePort 在每个节点上开启的端口会及其庞大，而且难以维护；这时，我们能否使用一个 Nginx 直接对内进行转发呢？众所周知的是，Pod 与 Pod 之间是可以互相通信的，而 Pod 是可以共享宿主机的网络名称空间的，也就是说当在共享网络名称空间时，Pod 上所监听的就是 Node 上的端口。那么这又该如何实现呢？简单的实现就是使用DaemonSet 在每个 Node 上监听 80，然后写好规则，因为 Nginx 外面绑定了宿主机 80 端口（就像NodePort），本身又在集群内，那么向后直接转发到相应 Service IP 就行了，如下图所示：
2、域名分配及动态更新问题
从上面的方法，采用 Nginx-Pod 似乎已经解决了问题，但是其实这里面有一个很大缺陷：当每次有新服务加入又该如何修改 Nginx 配置呢？我们知道使用 Nginx 可以通过虚拟主机域名进行区分不同的服务，而每个服务通过 upstream 进行定义不同的负载均衡池，再加上 location 进行负载均衡的反向代理，在日常使用中只需要修改 nginx.conf 即可实现，那在 K8S 中又该如何实现这种方式的调度呢？假设后端的服务初始服务只有 ecshop，后面增加了 bbs 和 member 服务，那么又该如何将这 2 个服务加入到 Nginx-Pod 进行调度呢？总不能每次手动改或者 Rolling Update 前端 Nginx Pod 吧！此时Ingress 出现了，如果不算上面的 Nginx，Ingress 包含两大组件：Ingress Controller 和 Ingress。
1. Ingress 介绍
Ingress 官网定义：Ingress 可以把进入到集群内部的请求转发到集群中的一些服务上，从而可以把服务映射到集群外部。Ingress 能把集群内 Service 配置成外网能够访问的 URL，流量负载均衡，提供基于域名访问的虚拟主机等。
Ingress 简单的理解就是你原来需要改 Nginx 配置，然后配置各种域名对应哪个 Service，现在把这个动作抽象出来，变成一个 Ingress 对象，你可以用 yaml 创建，每次不要去改 Nginx 了，直接改
yaml 然后创建/更新就行了；那么问题来了：”Nginx 该怎么处理？”
Ingress Controller 这东西就是解决 “Nginx 的处理方式” 的；Ingress Controller 通过与 Kubernetes API 交互，动态的去感知集群中 Ingress 规则变化，然后读取他，按照他自己模板生成一段 Nginx 配置，再写到 Nginx Pod 里，最后 reload 一下，工作流程如下图：
实际上 Ingress 也是 Kubernetes API 的标准资源类型之一，它其实就是一组基于 DNS 名称（host）或 URL 路径把请求转发到指定的 Service 资源的规则。用于将集群外部的请求流量转发到集群内部完成的服务发布。我们需要明白的是，Ingress 资源自身不能进行“流量穿透”，仅仅是一组规则的集合，这些集合规则还需要其他功能的辅助，比如监听某套接字，然后根据这些规则的匹配进行路由转发，这些能够为 Ingress 资源监听套接字并将流量转发的组件就是 Ingress Controller。
注：Ingress 控制器不同于 Deployment 控制器的是，Ingress 控制器不直接运行为 kube- controller-manager 的一部分，它仅仅是 Kubernetes 集群的一个附件，类似于 CoreDNS，需要在集群上单独部署。
2. Ingress Controller 介绍
扩展：Ingress controller 做成高可用
Ingress Controller 是一个七层负载均衡调度器，客户端的请求先到达这个七层负载均衡调度器，由七层负载均衡器在反向代理到后端 pod，常见的七层负载均衡器有 nginx、traefik，以我们熟悉的
nginx 为例，假如请求到达nginx，会通过 upstream 反向代理到后端 pod 应用，但是后端 pod 的 ip地址是一直在变化的，因此在后端 pod 前需要加一个 service，这个 service 只是起到分组的作用，那么我们 upstream 只需要填写service 地址即可
2.1 Ingress 和 Ingress Controller 总结
Ingress Controller
Ingress Controller 可以理解为控制器，它通过不断的跟 Kubernetes API 交互，实时获取后端Service、Pod 的变化，比如新增、删除等，结合 Ingress 定义的规则生成配置，然后动态更新上边的Nginx 或者 trafik 负载均衡器，并刷新使配置生效，来达到服务自动发现的作用。
Ingress 则是定义规则，通过它定义某个域名的请求过来之后转发到集群中指定的 Service。它可以通过 Yaml 文件定义，可以给一个或多个 Service 定义一个或多个 Ingress规则。
2.2 Ingress Controller 代理 k8s 内部应用的流程
（1）部署 Ingress controller，我们 ingress controller 使用的是 nginx
（2）创建 Service，用来分组 pod
（3）创建 Pod 应用，可以通过控制器创建 pod
（4）创建 Ingress http，测试通过 http 访问应用
（5）创建 Ingress https，测试通过 https 访问应用客户端通过七层调度器访问后端 pod 的方式
3. 安装 Nginx Ingress Controller
Ingress-controller 官网： https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/
把 kube-webhook-certgen-v1.1.0.tar.gz 和 ingress-nginx-controllerv1.1.0.tar.gz
镜像上传到 k8s-node2 节点，手动解压镜像：
[root@k8s-node2 ~]# docker load -i ingress-nginx-controllerv1.1.0.tar.gz
[root@k8s-node2 ~]# docker load -i kube-webhook-certgen-v1.1.0.tar.gz
Ingress-controller 官网： https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/
更新 yaml 文件，下面需要的 yaml 文件也都已下载好，可上传到 k8s-master1 机器上：
安装 Ingress conrtroller 需要的 yaml 所在的 github 地址：
https://github.com/kubernetes/ingress- nginx/blob/main/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml
[root@k8s-master1 ingress]# kubectl apply -f deploy.yaml (此yaml文件适用于k8s版本1.20.0及以上版本，否则会报错如下)
[root@k8s-master1 ingress]# kubectl create clusterrolebinding clusterrolebinding-user-3 --clusterrole=cluster-admin --user=system:serviceaccount:ingress-nginx:ingress-nginx
[root@k8s-master1 ingress]# kubectl get pods -n ingress-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ingress-nginx-admission-create-57zq2 0/1 Completed 0 4m44s ingress-nginx-admission-patch-8nb79 0/1 Completed 1 4m44s ingress-nginx-controller-7db874b8c7-lq5gd 1/1 Running 0 4m44s
3.1 测试 Ingress HTTP 代理 tomcat
把 tomcat-8-5.tar.gz 上传到 k8s-node2 机器，手动解压：
[root@k8s-node2 ~]# docker load -i tomcat-8-5.tar.gz
3.2 部署后端 tomcat 服务
[root@k8s-master1 ~]# mkdir ingress-tomcat
[root@k8s-master1 ~]# cd ingress-tomcat/
[root@k8s-master1 ingress-tomcat]# cat ingress-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Service metadata:
name: tomcat namespace: default
spec:
selector:
app: tomcat release: canary
ports:
-name: http targetPort: 8080
port: 8080
-name: ajp targetPort: 8009
port: 8009
---
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:
name: tomcat-deploy namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: tomcat
release: canary
template:
metadata:
labels:
app: tomcat
release: canary
spec:
containers:
-name: tomcat
image: tomcat:8.5.34-jre8-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http containerPort: 8080
name: ajp containerPort: 8009
更新 yaml 文件：
[root@k8s-master1 ingress-tomcat]# kubectl apply -f ingress-demo.yaml
查看 pod 是否部署成功：
[root@k8s-master1 ingress-tomcat]# kubectl get pods
显示如下，说明 pod 创建成功：
tomcat-deploy-66b67fcf7b-h582w 1/1 Running 0 50s
tomcat-deploy-66b67fcf7b-rm82h 1/1 Running 0 50s
3.3 部署 ingress
（1）编写 ingress 的配置清单
[root@k8s-master1 ingress-tomcat]# cat ingress-myapp.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-myapp
namespace: default
annotations:
kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
spec:
rules: #定义后端转发的规则
- host: tomcat.lucky.com #通过域名进行转发 http:
paths:
-path: / #配置访问路径，如果通过 url 进行转发，需要修改；空默认为访问的路径为"/"
pathType: Prefix
backend: #配置后端服务 service:
name: tomcat port:
number: 8080
更新 yaml 文件：
[root@k8s-master1 ingress-tomcat]# kubectl apply -f ingress-myapp.yaml
查看 ingress-myapp 的详细信息
[root@k8s-master1 ingress-tomcat]# kubectl describe ingress ingress-myapp
Name: ingress-myapp
Namespace: default Address:
Default backend: default-http-backend:80 (10.244.209.134:8080) Rules:
Host Path Backends
---- ---- --------
tomcat.lucky.com
tomcat:8080 (10.244.209.135:8080,10.244.209.136:8080)
Annotations: kubernetes.io/ingress.class: nginx
修改电脑本地的 host 文件，增加如下一行，下面的 ip 是 k8s 的 k8s-node2 节点 ip 192.168.1.64 tomcat.lucky.com
3.4 访问tomcat页面
浏览器访问 tomcat.lucky.com，出现如下：
以上就是ingress和ingress controller的用法
