k8s笔记18--快速入门ingress和ingress controller

1 介绍

Ingress 公开了从集群外部到集群内服务的 HTTP 和 HTTPS 路由。 流量路由由 Ingress 资源上定义的规则控制。
下面是一个将所有流量都发送到同一 Service 的简单 Ingress 示例：

Ingress 不会公开任意端口或协议。 将 HTTP 和 HTTPS 以外的服务公开到 Internet 时，通常使用 Service.Type=NodePort 或 Service.Type=LoadBalancer 类型的 Service。

为了让 Ingress 资源工作，集群必须有一个正在运行的 Ingress 控制器。当controller运行后，每次新增一个 ingress 资源，都会在cotroller 的nginx 配置 nginx.conf 中新增记录，告诉nginx 将请求转发指定的服务中。
当前有很多中ingress controller， 很多云厂商也会定制 一些自己的控制器，本文基于最经典的 ingress-nginx controller 来做相关实验，具体包括部署controller、测试ingress 实例，以及解决常见注意事项。

2 部署 ingress-nginx controller

在 github.com/kubernetes/ingress-nginx/tree/main/deploy/static/provider/baremetal 中找到自己需要的版本，然后 kubectl apply 即可。

$ kubectl apply -f deploy.yaml 
namespace/ingress-nginx created
serviceaccount/ingress-nginx created
serviceaccount/ingress-nginx-admission created
role.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
role.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
configmap/ingress-nginx-controller created
service/ingress-nginx-controller created
service/ingress-nginx-controller-admission created
deployment.apps/ingress-nginx-controller created
job.batch/ingress-nginx-admission-create created
job.batch/ingress-nginx-admission-patch created
ingressclass.networking.k8s.io/nginx created
validatingwebhookconfiguration.admissionregistration.k8s.io/ingress-nginx-admission created

部署成功后，会拉起一个controller的pod和对应的 svc，如下所示：
xghome:~/.kube$ kubectl -n ingress-nginx get deploy,svc
NAME                                       READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/ingress-nginx-controller   1/1     1            1           3h36m

NAME                                         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
service/ingress-nginx-controller             NodePort    10.108.105.39   <none>        80:30080/TCP,443:30443/TCP   3h36m
service/ingress-nginx-controller-admission   ClusterIP   10.105.5.181    <none>        443/TCP                      3h36m

此外还会创建一个 IngressClass， 后续新建ingress 的时候需要指定 ingressClassName
xghome:~/.kube$ kubectl get IngressClass
NAME    CONTROLLER             PARAMETERS   AGE
nginx   k8s.io/ingress-nginx   <none>       3h51m

3 测试

1. 准备一个基础镜像 py:hostname
   Dockerfile

   FROM python:3.8-slim
   RUN pip3 install Flask==2.1.2
   RUN mkdir -p /home
   WORKDIR /home
   USER nobody
   COPY app.py /home/
   CMD python3 -u app.py
   

   app.py

   from flask import Flask
   
   app = Flask(__name__)
   
   
   def get_hostname():
       hostname = ''
       with open('/etc/hostname', 'r') as f:
           line = f.readline()
           hostname = line.replace('\n', '')
       return hostname
   
   
   @app.route('/')
   @app.route('/')
   def hello_world(service=None):  # put application's code here
       hostname = get_hostname()
       if service is None:
           return f'Hello {hostname}\n'
       else:
           return f'Hello {hostname}, from {service}\n'
   
   
   if __name__ == '__main__':
       app.run(port=80, host="0.0.0.0")
   

   打包镜像

   docker build -t py:hostname .
   

2. 部署服务test01 和 test02
   test01.yaml

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     labels:
       app: test01
     name: test01
   spec:
     replicas: 1
     selector:
       matchLabels:
         app: test01
     template:
       metadata:
         labels:
           app: test01
       spec:
         containers:
         - image: py:hostname
           name: test01
   ---
   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
     labels:
       app: test01
     name: test01
   spec:
     ports:
     - port: 80
       protocol: TCP
       targetPort: 80
     selector:
       app: test01
   

   test02.yaml

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     labels:
       app: test02
     name: test02
   spec:
     replicas: 1
     selector:
       matchLabels:
         app: test02
     template:
       metadata:
         labels:
           app: test02
       spec:
         containers:
         - image: py:hostname
           name: test02
   ---
   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
     labels:
       app: test02
     name: test02
   spec:
     ports:
     - port: 80
       protocol: TCP
       targetPort: 80
     selector:
       app: test02
   

3. 部署 ingress
   test-ingress.yaml

   apiVersion: networking.k8s.io/v1
   kind: Ingress
   metadata:
     name: test
   spec:
     ingressClassName: nginx
     rules:
     - host: "test.xg.com"
       http:
         paths:
         - pathType: Prefix
           path: "/test01"
           backend:
             service:
               name: test01
               port:
                 number: 80
     - host: "test.xg.com"
       http:
         paths:
         - pathType: Prefix
           path: "/test02"
           backend:
             service:
               name: test02
               port:
                 number: 80
   

   
4. 前端测试
   如下图， test01 刚好进入到test01 的pod中，/test02 刚好进入到test02 的pod中，测试符合预期
   
   注意：
   这里配置 nginx-ingress-controller 的 80端口为30080, 因此此处需要加上30080, 若在ingress controller 的外层加一个lb， 那么直接访问lb的ip即可。
   此时 test.xg.com 直接指向nginx controller的ip。若需要实现局域网|PC虚拟机之间的dns，可以参考ubuntu小技巧27–基于dnsmasq快速搭建局域网dns服务器

4 注意事项

1. 笔者自己的服务器上没有专用的 lb， 因此直接将服务的域名指向 controller 的 ip; 实际项目中一般都会有专用 lb，lb 会对接到ingress controller 的多个节点，配置域名的时候直接指向 lb 的 ip 即可。

2. 指定ingress | 设置默认ingress
   方法1：创建ingress的时候需要指定 spec.ingressClassName: nginx
   方法2： 配置默认ingress

    1)  在ingress-controller 中加参数 --watch-ingress-without-class=true
    2)  配置默认的 IngressClass, 在 annotations 中新增  ingressclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"
   

3. 解决无法拉国外镜像的问题

   若拉不下来，更改为阿里云的镜像即可(按需更改前缀即可，截至2023-08已经可以使用1.8.1了)
   registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:v1.8.1
   registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v20230407
   

5 说明

软件环境：
ubuntu server 18.04
k8s 1.23.6
ingress controller v1.2.0
参考文档：
Kubernetes 文档/概念/服务、负载均衡和联网/Ingress
Kubernetes 文档/概念/服务、负载均衡和联网/Ingress控制器
ngress-nginx/master/deploy/static/mandatory.yaml
nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
github ingress
kubernetes 创建ingress不生效
ubuntu小技巧27–基于dnsmasq快速搭建局域网dns服务器