使用Nginx配置TCP负载均衡

Nginx是比较不错的开源Web服务器之一，但它也可以用作TCP和UDP负载均衡器。使用Nginx作为HAProxy的负载均衡器的主要好处之一是，它还可以负载均衡基于UDP的流量。在本文中，我们将演示如何将NGINX配置为Kubernetes集群中部署的应用程序的负载均衡。

假设Kubernetes集群已经配置好，我们将基于CentOS为Nginx创建一个虚拟机。

以下是实验种设置的详细信息：

• Nginx (CenOS8 Minimal) - 192.168.1.50
• Kube Master - 192.168.1.40
• Kube Worker 1 - 192.168.1.41
• Kube Worker 2 - 192.168.1.42

步骤1）安装epel仓库

因为nginx软件包在CentOS系统默认仓库里面没有，所以需要安装epel仓库：

[root@nginxlb ~]# dnf install epel-release -y

步骤2）安装Nginx

运行以下命令安装nginx：

[root@nginxlb ~]# dnf install nginx -y

使用rpm命令验证Nginx包的详细信息：

[root@nginxlb ~]# rpm -qi nginx

配置防火墙，允许访问nginx的http和https服务：

[root@nginxlb ~]# firewall-cmd --permanent --add-service=http
[root@nginxlb ~]# firewall-cmd --permanent --add-service=https
[root@nginxlb ~]# firewall-cmd –reload

使用以下命令将SELinux设置为permissive模式，并重启系统使selinux关闭生效：

[root@nginxlb ~]# sed -i s/^SELINUX=.*$/SELINUX=permissive/ /etc/selinux/config
[root@nginxlb ~]# reboot

步骤3）从Kubernetes中获取应用程序的NodePort详细信息

[kadmin@k8s-master ~]$  kubectl get all -n ingress-nginx

从上面的输出中可以看到，每个工作节点的NodePort 32760映射到端口80，NodePort 32375映射到443端口。我们将在Nginx配置文件中使用这些节点端口来做负载均衡。

步骤4）将Nginx配置负载均衡

编辑nginx配置文件，并添加以下内容：

[root@nginxlb ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf

注释掉“server”部分（从38到57行）：

并添加以下几行：

upstream backend {
   server 192.168.1.41:32760; 
   server 192.168.1.42:32760;
}

server {
   listen 80;
   location / {
       proxy_read_timeout 1800;
       proxy_connect_timeout 1800;
       proxy_send_timeout 1800;
       send_timeout 1800;
       proxy_set_header        Accept-Encoding   "";
       proxy_set_header        X-Forwarded-By    $server_addr:$server_port;
       proxy_set_header        X-Forwarded-For   $remote_addr;
       proxy_set_header        X-Forwarded-Proto $scheme;
       proxy_set_header Host $host;
       proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
       proxy_pass http://backend;
   }

    location /nginx_status {
        stub_status;
    }
}

保存配置文件，并退出。

根据上述更改，所有向nginx的80端口的请求，都将被路由到的Kubernetes工作节点（192.168.1.41和192.168.1.42）的NodePort（32760）端口上。

使用以下命令启用Nginx服务：

[root@nginxlb ~]# systemctl start nginx
[root@nginxlb ~]# systemctl enable nginx

测试Nginx的 TCP负载均衡器

要测试nginx作为Kubernetes的TCP负载均衡是否工作正常，请部署基于nginx的deployment，将deployment的端口暴露为80端口，并为nginx 的deployment定义入口资源。我已经使用以下命令来部署这些Kubernetes对象：

[kadmin@k8s-master ~]$ kubectl create deployment nginx-deployment --image=nginx
deployment.apps/nginx-deployment created
[kadmin@k8s-master ~]$ kubectl expose deployments nginx-deployment  --name=nginx-deployment --type=NodePort --port=80
service/nginx-deployment exposed

运行以下命令以获取deployments，svc和ingress详细信息：

更新本地主机的hosts文件，以便nginx-lb.example.com指向nginx服务器的IP地址（192.168.1.50）

[root@localhost ~]# echo "192.168.1.50  nginx-lb.example.com" >> /etc/hosts

尝试通过浏览器访问nginx-lb.example.com

总结

上面证实了Nginx作为TCP负载均衡器可以正常工作，因为它可以负载平衡K8s工作节点之间端口80上的TCP通信量。