【云原生kubernetes】k8s Ingress使用详解
一、什么是Ingress
在上一篇关于k8s之service的使用一篇中提到，Service对集群之外暴露服务的主要方式有两种，NotePort和LoadBalancer，但这两种方式，都有一定的缺点，具体来说：
- NodePort 会占用很多集群机器的端口，当集群服务变多的时候，过多的端口会给k8s的运维人员带来诸多的不便；
- 而LB的缺点是每个service需要一个LB，不仅浪费而且麻烦，并且需要kubernetes之外设备的支持；
基于这种现状，k8s提供了Ingress这种资源对象，Ingress只需要一个NodePort或者一个LB就可以满足暴露多个Service的需求；
二、Ingress 工作机制
Ingress 的工作机制可参考下图进行理解；
实际上，Ingress相当于一个7层的负载均衡器，可以理解为kubernetes对反向代理的一个抽象，它的工作原理类似于Nginx；
或者可以理解为：在Ingress里建立了诸多的映射规则，Ingress Controller通过监听这些配置规则并转化成Nginx的反向代理配置 , 然后对外部提供服务；
三、Ingress 核心概念
关于Ingress，有下面两个概念需要重点理解
- ingress：kubernetes中的一个对象，作用是定义请求如何转发到service的规则；
- ingress controller：具体实现反向代理及负载均衡的程序，对ingress定义的规则进行解析，根据配置的规则来实现请求转发，实现方式有很多，比如Nginx, Contour, Haproxy等；
四、Ingress 工作原理
类比Nginx来说，Ingress工作原理如下
- 编写Ingress规则，说明哪个域名对应kubernetes集群中哪个Service；
- Ingressnen控制器动态感知Ingress服务规则的变化，然后生成一段对应的Nginx反向代理配置；
- Ingress控制器会将生成的Nginx配置写入到一个运行着的Nginx服务中，并动态更新；
到此为止，不难发现，Ingress 其实真正在工作的时候就像是充当一个Nginx在使用，内部配置了用户定义的请求转发规则；
整个工作原理可以参照下图进行理解
五、Ingress 使用
搭建 Ingress 环境
1、获取 ingress-nginx
获取ingress-nginx，本次案例使用的是0.30版本
在当前目录下创建一个ingress-controller目录
mkdir ingress-controller
进入目录，下载两个yaml文件，可以通过wget的方式
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml
#如果仍然下载不下来，也可以考虑下载码云上的
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml或者进入github直接手动复制配置内容到本地的yaml文件中
mandatory.yaml service-nodeport.yaml
注意，下载下来之后， 修改mandatory.yaml文件中的仓库，否则拉取不到
quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.30.0
替换为
quay-mirror.qiniu.com/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.30.0
2、创建 ingress-nginx
kubectl apply -f ./
执行完成后，可以看到创建了很多东西
执行完成后，查看Pod和Service，可以看到下面这两个信息，一个Pod(nginx-ingress-controller)，一个Service(NodePort)；
kubectl apply -f mandatory.yaml
kubectl apply -f service-nodeport.yaml
部署两组 service
按照下图所示，我们将部署两组Pod，一组为nginx，一组为tomcat
创建tomcat-nginx.yaml
配置内容如下
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
namespace: default
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx-pod
template:
metadata:
labels:
app: nginx-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: tomcat-deployment
namespace: default
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: tomcat-pod
template:
metadata:
labels:
app: tomcat-pod
spec:
containers:
- name: tomcat
image: tomcat:8.5-jre10-slim
ports:
- containerPort: 8080
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
namespace: default
spec:
selector:
app: nginx-pod
clusterIP: None
type: ClusterIP
ports:
- port: 80
targetPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: tomcat-service
namespace: default
spec:
selector:
app: tomcat-pod
clusterIP: None
type: ClusterIP
ports:
- port: 8080
targetPort: 8080使用下面的命令执行Pod的创建
kubectl create -f tomcat-nginx.yaml
创建成功后，可以检查下Pod的状况，可以看到3个nginx，3个tomcat对应的Pod成功创建和运行起来了；
此时，再查看service，可以看到nginx和tomcat对应的两个service；
到这里，我们就按照部署图中的模型准备完成，接下来就需要通过Ingress相关的配置登场了；
配置Http访问代理
在当前目录下，创建ingress-http.yaml，配置内容如下：
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-http
namespace: default
spec:
rules:
- host: nginx.congge.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-service
servicePort: 80
- host: tomcat.congge.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: tomcat-service
servicePort: 8080使用下面的命令创建并查看
kubectl create -f ingress-http.yaml
kubectl get ing ingress-http -n default
或
kubectl describe ing ingress-http -n default
也可以通过describe查看Ingress配置规则的详细信息；
该规则解释来说就是：
- 当访问： nginx.congge.com的时候，将由nginx-service处理，其背后处理的Pod分别为括号内分配的IP:地址对应的服务；
- 当访问：tomcat ... ，也是如此理解
如何通过外网访问呢？
首先，我们查看下上面通过Ingres-controller创建时的service信息，下图可以看到，这里有一个NodePort类型的service，分配的对外端口是30337；
所以，外网访问的完整地址是，前提是当前的这个域名要能正确使用；
http://nginx.congge.com:32599
http://tomcat.congge.com:30337
配置Https访问代理
https的配置和http配置文件差不多，只是在使用https这种方式下，需要提前创建好响应的证书；
创建证书
# 生成证书 openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/C=CN/ST=BJ/L=BJ/O=nginx/CN=congge.com" # 创建密钥 kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt
在当前目录下创建ingress-https.yaml配置文件，配置内容如下：
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-https
namespace: default
spec:
tls:
- hosts:
- nginx.congge.com
- tomcat.congge.com
secretName: tls-secret # 指定秘钥
rules:
- host: nginx.congge.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-service
servicePort: 80
- host: tomcat.congge.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: tomcat-service
servicePort: 8080使用下面的命令创建
kubectl create -f ingress-https.yaml
或者通过describe命令查看下相关的配置规则，与上面http不同的是，这里会多出一个TLS，可以看到，这个TLS所要保护的域名，正是上面配置的那两个域名；
在通过外网访问之前，我们再次查看下对外暴露的端口号，由于是https，所以应该访问的是32559；
再次访问时，地址如下
https://nginx.congge.com:32599
https://tomcat.congge.com:30337