k8s部署nginx的url反向代理初探

背景

  团队中做一个项目,使用Django开发多个应用,如app1、app2等,均采用docker镜像部署到k8s环境中,整体架构为:

用户client => nginx反向代理路由分发 => app1/app2/app3/...

  常规处理方案:

  • 使用3个域名,如a.com.cn表示访问app1,b.com.cn表示访问app2,c.com.cn表示app3,且这3个域名都指向同一IP地址IP_ABC。
  • 当nginx接收到这3个域名请求后,会根据nginx配置中server_name进行匹配,然后直接代理proxy_pass到app1或app2或app3的地址上。
  • nginx 的app1简单示例如下:
server {
    listen     80  ;
    server_name    a.com.cn;
    location / {
        proxy_pass   http://app1_addr:app1_port/;
    }
}

  此种方案简单清晰,对于api接口及静态页面(如django中的admin管理台页面)不会产生任何问题,因为一个app对应一个域名,从逻辑上看是一对一的访问,app之间互相隔离。

问题源起及解决思路

  • 当app逐渐增多时,域名数量随之增多,虽然都部署在同一个k8s集群命名空间中。域名管理起来费事。
  • 当app经常会变化时,除了修改nginx代理配置外,还得与调用端(可能是其它外部系统)一同修改,调用端配置起来也麻烦。

  有了这些问题,那么我们就尝试用url前缀去识别路由分发,实现通过url前缀进行反向代理,而不是通过域名去反向代理。
  比如/A/xxx这种url就路由到app1,/B/xxx这种url就路由到app2,依次类推。
  刚开始配置还是很简单的,nginx配置如下:

server {
    listen     80  ;
    server_name    abc.com.cn;  //统一的一个域名
    location ^~ /A/ {
        proxy_pass   http://app1_addr:app1_port/;
    }
    ** app2和app3的照着上面/A/的配置修改下。**
}

  此配置大概意思是当匹配到带/A/这种前缀的url时,就将请求路由到app1_addr:app1_port/中。具体location指令请参考nginx手册。

问题一:admin登录无法跳转

  api接口访问正常,但在请求http://abc.com.cn:8080/A/admin/,使用django自带的管理台时,无法进行302的跳转。在新的url页面无法访问。
  经分析,过程是这样的:

  1. 浏览器请求http://abc.com.cn:8080/A/admin/;
  2. nginx进行代理,去掉了前缀/A/,请求django应用app1时,url为http://app1_ip:app1_port/admin/;
  3. app1(django)接收到请求,重定向到/admin/login/?xxxxx,此时返回给浏览器端的response header中location为/admin/login/?xxx;
  4. 浏览器当遇到301或302时,直接根据location值,进行新请求,此时新的url为http://abc.com.cn:8080/admin/login/?xxx;
  5. 新请求失败了,因为新的url确实不存在。

  此问题出现在第4步,需要nginx在遇到301或302时,重新修改response header中location值,这样浏览器就能按添加前缀/A/后的url进行请求了。
  修改配置后如下:

server {
    listen     80  ;
    server_name    abc.com.cn;  //统一的一个域名
    location ^~ /A/ {
        proxy_pass   http://app1_addr:app1_port/;
        proxy_redirect ~^/(.*)$   http://abc.com.cn:8080/A/$1;
    }
    ** app2和app3的照着上面/A/的配置修改下。**
}

  新增加一行proxy_redirect指令,具体指令说明请参见nginx手册,大概意思是告诉nginx,当遇到301或302服务器端重定向时,按^/(.*)$进行正则匹配,即匹配/xxxx这种url。当匹配成功后,将响应header中location值修改成http://abc.com.cn:8080/A/$1,再将响应继续返回给浏览器。其中$1表示正则匹配中(...)中的元组序号。
  当然,根据实际需求,还可以再添加多个proxy_rediect指令,原理一样:

proxy_redirect ~^http://.*/(.*)$   http://abc.com.cn:8080/A/$1;
proxy_redirect ~^http://.*:\d+/(.*)$   http://abc.com.cn:8080/A/$1;

问题二:静态页无法访问

  现在api、admin管理台能访问了,但发现管理台的js/css/html/jpg这些静态资源都访问失败。
  分析如下,当django返回html到浏览器后,浏览器会解析html中静态资源url并请求,此时静态资源的url为/static/admin/xx/x.js或/admin/xxx/xxx这种格式。浏览器去请求这些url当然不存在,nginx便会直接报不存在资源。
  此时,可以有两种方案:

  • 修改django工程,将admin中返回的html或js文件中的请求统一添加前缀;
  • 在nginx代理中统一处理响应内容,将响应内容中url进行替换,再返回给浏览器使用。

  第一种方法找了找,发现不好修改,毕竟admin是django集成在安装包中的,工程里并不会去直接继承或二次封装admin模块,因此放弃了。
  第二种方法找到了nginx中sub_filter指令,再次修改如下:

server {
    listen     80  ;
    server_name    abc.com.cn;  //统一的一个域名
    location ^~ /A/ {
        proxy_pass   http://app1_addr:app1_port/;
        proxy_redirect ~^/(.*)$   http://abc.com.cn:8080/A/$1;
        sub_filter   /admin/    /A/admin/;
        sub_filter   /static/     /A/static/;
        sub_filter_once  off;
    }
    ** app2和app3的照着上面/A/的配置修改下。**
}

  新增加sub_filter*三行指令,具体指令用法请参见手册,大概意思是nginx根据sub_filter_types(本文没写,默认是text/html),去检查每次的响应内容,若内容为text/html,则进行替换操作,将响应内容中的【/admin/】字符串替换成【/A/admin/】字符串,即增加前缀操作,static同理。最后再添加sub_filter_once off;表明上面的替换是替换响应内容的所有地方,如果不加这句指令,则只会替换一次。
  若工程中还存在其它子应用的静态工程,也可照此来进行替换操作。
  这种替换后,原工程不用修改,不影响本地开发调试,感觉还是不错的。

结果

  现在api接口、admin管理台都能正常访问了。完成了通过url前缀方式来反向代理功能。
  实现了浏览器或外部系统只需要通过
http://abc.com.cn:8080/A/xxxx
http://abc.com.cn:8080/B/xxxx
http://abc.com.cn:8080/C/xxxx
  这种格式的URL访问即可,只需一个域名,仅通过/A/这种前缀来区分不同的子应用。
  一般我们会使用前后端分离去开发项目,若有必要,也可以使用sub_filter去替换相应的请求内容。

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