Kubernetes Ingress 基于内容的路由

什么是 Kubernetes Ingress?

Kubernetes Ingress 提供了一个基于规则的工作流,该工作流将在集群内部设置路由 API 对象。Ingress 的 API 将使用与公共网络所连接的 HTTP(S)负载均衡器,为具有外部端点的服务提供基于内容的路由。

什么是 Anycast 路由?

Anycast 是一种路由方法,它基于区域、基于内容或任何其他优先级方法将传入请求(单个 IP 地址)分配到多个路由中。路由节点的优先级为用户提供了低延迟带宽内的服务。Anycast 网络的最短路径算法确定了最近的节点。在实际情况下,网络请求需要到达任何最近的 CDN 数据中心,以减少高流量应用中的流量拥挤。

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内部流量的 Ingress 负载均衡

内部 HTTP 负载均衡器只能使用内部 IP 地址从虚拟私有云(VPC)网络访问选定区域。

Envoy Proxy

内部 HTTP 负载均衡器使用 Envoy Proxy 来管理集群中的服务。代理服务使用 Sidecar 代理,以提供服务网格来管理控制区域或节点中的内部流量。Envoy Proxy 负责集群中的服务发现、负载均衡、流量控制、熔断、健康检查。

Sidecar

它是作为容器、配置元素、日志记录、代理服务应用的应用程序的一项支持功能。Sidecar 服务是应用程序生命周期中的可连接和可拆卸组件。

基于路径的路由(Path-based routing)

内部负载均衡器遵循 L7 路由方法,该方法允许形成某些 URL 类型,以定义使用单个内部 IP 地址与后端服务连接的各种路径。URL 网址映射创建路径规则来控制基于内容的路由后端服务流量。

示例

现在有一个具有两个后端服务“video”、“image”的 BASE URL “mymediaservice.internal”,路径规则将决定使用单个 URL 连接到多个内部后端服务或存储空间(Bucket)。

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内部微服务架构

内部后端服务托管在 VM 内的多个实例组中,这些实例组充当内部客户端的内部微服务。

L7 流量管理

L7 内部路由以下流量管理的方法来智能地路由流量,以提供高性能的生产环境中的路由设备。

1.流量定向(基于 Header 的路由,header-based routing)

HTTP(s)请求 Header 将通过设置用户代理将流量定向到目标服务实例。

示例

如果用户拥有移动设备,请求参数的 Header 应为“user-agent:Mobile ”,其他用户的请求参数为“user-agent:Desktop”,流量可以根据用户的请求,重定向到所需的服务实例设备可用性。因此,流量控制机制可在区域路由应用程序中实现智能路由。
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基于用户设备类型的流量导向

2.流量操作(基于权重的流量分配,weight-based traffic splitting)

流量操作对于管理网络中较新版本的服务很有用。“version-2”服务迁移可以分为“95%”和“5%”的多个集合。第一组流量将运行服务的“version-1”,其他流量将运行服务的“version-2”,直到性能稳定为止,网络中的释放率将缓慢增加。流量操作在生产环境中具有高性能的服务中迁移,可用于 A/B 测试和其他服务发布过程。

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通过流量拆分更新服务

3.流量管理组件

  • L7 流量管理系统提供了广泛的功能,可在区域网络中使用流量控制、流量操作和流量策略。
  • URL 网址映射提供 Route Rule、Rule Match、Rule Action 方法,可在区域空间内引导流量连接多个后端服务。
  • HTTP 负载均衡器将流量定向到各种后端服务实例,负载均衡器到后端服务的路由是在区域 URL 映射下定义的。

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外部流量的 Ingress 负载均衡

多种后端

外部 HTTP 负载均衡器使服务可以与公共后端服务连接,例如,云 CDN、基于内容的存储后端、地理区域服务以及具有单个 IP 地址的后端服务。

1.实例组(Instance Group)

在组成实例组的单个集群中将运行多个 VM,托管实例和非托管实例对 VM 的功能有所不同。

托管实例组(Managed Instance Groups,MIG)

各种类型的无状态和有状态应用程序都在集群的 Pod、Service 中运行。这些实例的性能、可伸缩性可以通过创建多个相同的虚拟机来实现,这些虚拟机可以提供自动扩展、自动修复、区域部署和自动更新。

托管实例组的优势

  • 如果有多个作为实例组运行的 VM 副本,这些副本将提供集群的无缝工作流,如果任何一个 VM 实例出现故障,另一个副本 VM 实例将继续工作。
  • 区域 MIG 会将应用程序负载作为网络中的副本 VM 分布在多个区域中,从而减少了单个 VM 实例的流量负载。
  • 自动伸缩使该功能能够增加应用程序的计算资源需求,因此 MIG 可以根据需求自动增长集群中的实例,如果需求下降,则减少实例组。
  • 软件更新自动部署到实例中非常灵活,因为可以基于整个区域的稳定测试来控制向新版本的迁移。
  • 有状态工作负载将创建唯一的相同副本,这些副本将为各种有状态应用程序进行自动修复、重新创建、更新等操作。

非托管实例组(Unmanaged Instance Group,UIG)

这是手动进行优化、扩展和检查运行状况,以管理虚拟机内部正在运行的实例。UIG 不提供自动处理,例如伸缩、回滚、修复以及集群中任何的自动管理。

2.网络端点组(Network Endpoint Group,NEG)

通常,网络端点组定义为在容器内运行的后端端点或服务的集合。我们可以为在 VM 下运行的每个端点创建一组后端实例。

区域 NEG

  • 区域 NEG 运行的多个组容器在 VM 下运行。
  • 每个容器都有一系列子网 IP,其后是 VM 的别名 IP。

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2 个运行 2 个 VM 的区域 NEG

无服务器 NEG

  • 无服务器 NEG 是一种后端服务,可以不与其他服务共享 IPv4 和 IPv6 地址运行。
  • 只有一个基本 URL 可以作为在不同区域的相同无服务器应用程序进行传播。因此,用户可以到达最近的 CDN、数据中心来访问服务。

外部 HTTP 负载均衡器的静态 IP 地址

  • 通常,Ingress 对象创建一个外部 IP 地址,客户端可以使用该 IP 地址连接到公共网络,但是如果 Ingress 服务终止或在集群中重新创建,我们可以将相同的 IP 地址将更改为新的 IP 地址。
  • 我们可以分配一个静态 IP 地址,该地址可以作为 Ingress 注解永久保留。

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原文链接:https://deeptiman.medium.com/content-based-routing-using-kubernetes-ingress-73fbeb3cf1e8

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