七、k8s入门系列----Ingress

　　上节讲到当k8s集群多个业务需要80端口提供业务时，可以使用LoadBlance Service，但是存在一个问题，负载均衡器一般都是云环境中厂商提供的时候才有，以往的经验就是部署一个nginx 代理进行转发，k8s也有相同的功能，就是Ingress，其后端控制器可以选择Nginx、Haproxy等，常见的是Ingress Nginx。

　　本系列使用kubespray 离线部署时，选择的Ingress后端控制器为nginx，讲解的时候都以此为基础。

　　　创建web001资源配置文件：

 [root@ylserver10686071 ~]# cat web001.yml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web001
  namespace: prod
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: web001
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: web001
    spec:
      containers:
      - name: tomcat
        image: tomcat:8.0
        ports:
        - name: web001-8080
          containerPort: 8080
          protocol: TCP

---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: web001-svc
  namespace: prod
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
  - name: web001-svc
    protocol: TCP
    port: 8080
    targetPort: 8080
  selector:
    k8s-app: web001

　创建web001 ingress资源配置文件：

[root@ylserver10686071 ~]# cat web001-ingress.yml 
kind: Ingress
apiVersion: networking.k8s.io/v1
metadata:
  name: web001-ingress
  namespace: prod
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx

spec:
  rules:
  - host: web001.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: web001-svc
            port:
              number: 8080

kind: Ingress 指定资源类型为Ingress
kubernetes.io/ingress.class: nginx Ingress Controller 类型，这里为 nginx，其他的还有haproxy、traefik、Istio等
host: web001.example.com 匹配的域名，一个IP可以有多个域名
path: / 结合 pathType: Prefix 表示匹配所有 / 为前缀的 URL
backend 指定后端地址，这里以service 匹配来作为后端地址

　　创建web001 相关资源：

[root@ylserver10686071 ~]# kubectl apply -f web001.yml 
deployment.apps/web001 created
service/web001-svc created
[root@ylserver10686071 ~]# kubectl apply -f web001-ingress.yml 
ingress.networking.k8s.io/web001-ingress created
[root@ylserver10686071 ~]#

　　查看资源相关信息，可以看到域名 web001.example.com 直接转发到 POD 对应的端口地址：

[root@ylserver10686071 ~]# kubectl get pods  -n prod  -o wide|grep web001
web001-69bd6f8c5f-26hlv         1/1     Running   0          2m17s   10.233.75.69   ylserver10686071   <none>           <none>
web001-69bd6f8c5f-nvgmj         1/1     Running   0          2m17s   10.233.72.47   ylserver10686073   <none>           <none>
[root@ylserver10686071 ~]# kubectl describe ingress web001-ingress -n prod 
Warning: extensions/v1beta1 Ingress is deprecated in v1.14+, unavailable in v1.22+; use networking.k8s.io/v1 Ingress
Name:             web001-ingress
Namespace:        prod
Address:          10.68.60.71,10.68.60.72,10.68.60.73
Default backend:  default-http-backend:80 (<error: endpoints "default-http-backend" not found>)
Rules:
  Host                Path  Backends
  ----                ----  --------
  web001.example.com  
                      /   web001-svc:8080 (10.233.72.47:8080,10.233.75.69:8080)
Annotations:          kubernetes.io/ingress.class: nginx
Events:
  Type    Reason  Age                    From                      Message
  ----    ------  ----                   ----                      -------
  Normal  Sync    2m22s (x2 over 2m27s)  nginx-ingress-controller  Scheduled for sync
  Normal  Sync    2m22s (x2 over 2m27s)  nginx-ingress-controller  Scheduled for sync
  Normal  Sync    2m22s (x2 over 2m27s)  nginx-ingress-controller  Scheduled for sync
[root@ylserver10686071 ~]#

　　修改本地电脑hosts表，将域名 web001.example.com 指向k8s集群地址，浏览器进行访问：

###此处本地C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts添加以下记录
10.68.60.71  web001.example.com

　　将deployment web001的副本数调为3，可以看到ingress 后端会自动添加新的POD地址：

[root@ylserver10686071 ~]#  kubectl scale  deployment  web001  -n prod --replicas=3
deployment.apps/web001 scaled
[root@ylserver10686071 ~]# kubectl describe ingress web001-ingress -n prod 
Warning: extensions/v1beta1 Ingress is deprecated in v1.14+, unavailable in v1.22+; use networking.k8s.io/v1 Ingress
Name:             web001-ingress
Namespace:        prod
Address:          10.68.60.71,10.68.60.72,10.68.60.73
Default backend:  default-http-backend:80 (<error: endpoints "default-http-backend" not found>)
Rules:
  Host                Path  Backends
  ----                ----  --------
  web001.example.com  
                      /   web001-svc:8080 (10.233.67.40:8080,10.233.72.47:8080,10.233.75.69:8080)
Annotations:          kubernetes.io/ingress.class: nginx
Events:
  Type    Reason  Age                From                      Message
  ----    ------  ----               ----                      -------
  Normal  Sync    11m (x2 over 11m)  nginx-ingress-controller  Scheduled for sync
  Normal  Sync    11m (x2 over 11m)  nginx-ingress-controller  Scheduled for sync
  Normal  Sync    11m (x2 over 11m)  nginx-ingress-controller  Scheduled for sync
[root@ylserver10686071 ~]#

　　Ingress 工作原理如上图所示，分析下其运行原理：

Ingress Controller 通过跟Ingress 交互得到域名对应的Service，接着通过Kubernetes API 获取Service地址信息，最终将得到的信息写入负载均衡器，负载均衡器reload该规则便可实现服务发现，即动态映射
外部请求进来时，负载均衡器拦截请求，比如nginx，最后根据域名相应规则转发到对应的POD地址
基于以上原理，负载均衡器都是使用Daemonset部署到每台Node节点上，最后宿主机通过iptables dnat规则转发到负载均衡器POD地址

　　实验验证一下，查看负载均衡器POD的IP地址：

[root@ylserver10686071 ~]# kubectl get pods -n ingress-nginx  -o wide
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE               NOMINATED NODE   READINESS GATES
ingress-nginx-controller-pnjkj   1/1     Running   0          14d   10.233.75.33   ylserver10686071   <none>           <none>
ingress-nginx-controller-qgwc2   1/1     Running   0          14d   10.233.72.35   ylserver10686073   <none>           <none>
ingress-nginx-controller-ttbxr   1/1     Running   1          14d   10.233.67.17   ylserver10686072   <none>           <none>
[root@ylserver10686071 ~]#

　　查看宿主机iptables dnat转发规则：

[root@ylserver10686071 ingress_nginx]# iptables-save |grep "DNAT"|grep "destination"
-A CNI-DN-a7c2c7254f00d8a8825ce -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 10.233.75.33:80
-A CNI-DN-a7c2c7254f00d8a8825ce -p tcp -m tcp --dport 443 -j DNAT --to-destination 10.233.75.33:443
-A CNI-DN-a7c2c7254f00d8a8825ce -p tcp -m tcp --dport 10254 -j DNAT --to-destination 10.233.75.33:10254
[root@ylserver10686071 ingress_nginx]#

　　总结一下：

k8s集群对外提供服务时，80和443端口复用除了使用负载均衡器外，比较常用的是使用Ingress Controller进行转发
Ingress Controller 规则可以动态加载，不会影响其他业务的正常运行
Ingress Controller中使用负载均衡器时一些高级用法，例如client_max_body_size、timeout等可以通过相关的配置生效，一般都是在annotations 对象处进行属性声明。

posted @ 2021-07-26 16:41 梦君子阅读(843) 评论(1) 编辑收藏举报

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