Kubernetes Ingress入门指南和实践练习

时间:2022-07-26
本文章向大家介绍Kubernetes Ingress入门指南和实践练习，主要内容包括其使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。

Ingress也是Kubernetes项目里的一种 API 对象，它公开了从集群外部到集群内Service的 HTTP 和 HTTPS 路由，这些路由由 Ingress 资源上定义的规则控制。

    internet
        |
   [ Ingress ]
   --|-----|--
   [ Services ]

如果用一句话概况Ingress的话就是：Ingress是Service们的反向代理。通过看Ingress对象的定义你会感觉自己在看Nginx的配置文件一样。

Ingress资源对象的YAML定义。与大多数Kubernetes资源一样，也需要apiVersion，Kind，Metadata和Spec 这些组成部分。

一个典型的Ingress对象的定义如下所示：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: app-ingress
spec:
  rules:
    - host: app.example.com
      http:
        paths:
          - path: /
            backend:
              serviceName: app-service
              servicePort: 80
          - path: /v2
            backend:
              serviceName: app-service-v2
              servicePort: 80

在上面这个Ingress的YAML定义中，最值得我们关注的，是spec.rules 字段。在 Kubernetes 里，这个字段叫作：IngressRule。

IngressRule 里面 host 字段定义的值，就是这个Ingress的入口。当访问 app.example.com 的时候，实际上访问到的是这个 Ingress 对象。这样就能使用 IngressRule 来对请求进行下一步转发。

IngressRule 的定义，主要依赖于path字段。可以简单地理解为，这里的每一个path都对应一个后端 Service。上面的例子里，定义了两个path，它们分别对应：app-service和app-service-v2 两个后端Service。通过Service，流量最终会到达Service后面的Pod。

servicePort字段指定的端口值就是在Service的定义里port字段的值，上一篇讲Service的文章里已经科普了一下Service定义里的nodePort，port和targetPort都是什么意思，感觉到懵圈（我自己都有点懵）的读者大大可以翻阅一下文章《学练结合，快速掌握Kubernetes Service》里的这部分内容。

所以 Ingress 对象，其实就是 Kubernetes 项目对"反向代理"的一种抽象。一个 Ingress对象的主要内容，实际上就是一个"反向代理"服务的配置文件的描述。而这个代理服务对应的转发规则，就是 IngressRule。这就是为什么在每条 IngressRule 里，需要有一个 host 字段来作为这条 IngressRule 的入口，然后还需要有一系列 path 字段来声明具体的转发策略。

有了Ingress后我们还需要Ingress Controller，它会根据你定义的Ingress对象，提供对应的代理能力。目前，业界常用的各种反向代理项目，比如 Nginx、Envoy 等，都已经为 Kubernetes 专门维护了对应的 Ingress Controller。

下面我就用最常用的Nginx Ingress Controller给这个系列教程一直以来用的Demo实践应用一下Ingress

安装Ingress Controller

因为Minikube里边内置了Nginx Ingress Controller这个插件， 默认没有启用，所以如果是在Minikube这个单节点集群里实践的话只需要执行下面的命令：

minikube addons enable ingress

检查验证 Nginx Ingress 控制器处于运行状态：

kubectl get pods -n kube-system --filed-selector=Running

有下图红框里的Pod就证明已经安装成功了：

因为这个Pod用的官方镜像是在红帽软件的镜像库里，所以安装时间可能会有点长，也可能会失败，如果网络条件允许的话可以在准备阶段先执行 docker pull http://quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.32.0 把镜像下载到本地。

此外还有不少安装Nginx Ingress Controller的方式，比如用Kubernetes的包管理工具Helm安装，这些安装方式可以参考官方的部署指南[1]。

创建Ingress

因为我们之前给应用Pod创建的Service名字叫app-service，port字段指定的是端口80

➜  ~ kubectl get svc
NAME          TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
app-service   NodePort    10.108.26.155   <none>        80:30080/TCP   6d16h
kubernetes    ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        96d

➜  ~ kubectl describe svc app-service
Name:                     app-service
Namespace:                default
Labels:                   <none>
Annotations:              <none>
Selector:                 app=go-app
Type:                     NodePort
IP:                       10.108.26.155
Port:                     http  80/TCP
TargetPort:               3000/TCP
NodePort:                 http  30080/TCP
Endpoints:                10.1.0.24:3000,10.1.0.25:3000

这就确定了我们要创建建的Ingress对象，第一个path 里要设置的backend.serviceName和backend.servicePort字段的值，Ingress对象的YAML定义如下：

# app-ingress.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: app-ingress
spec:
  rules:
    - host: app.example.com
      http:
        paths:
          - path: /
            backend:
              serviceName: app-service
              servicePort: 80

说明：因为目前为止我们只创建了一个Service，所以在Ingress里也只能设置一个path。

这个Ingress定义里设置的IngressRules是把所有对app.example.com入口的请求都路由到app-service这个Service的80端口。

定义好Ingress对象后，也是执行kubectl apply -f创建对象，可以看到所有的对象的创建和更新都可以用apply操作搞定，这就是Kubernetes项目声明式定义的好处。

kubectl apply -f app-ingress.yaml --record

# 执行后的输出
ingress.networking.k8s.io/app-ingress created

验证Ingress

查询Ingress是否创建成功，使用通用的kubectl get命令：

➜  ~ kubectl get ingress
NAME          CLASS    HOSTS             ADDRESS        PORTS   AGE
app-ingress   <none>   app.example.com   192.168.64.4   80      20s

有可能需要在提交创建操作几分钟后才能在集群里查询到Ingress

在集群里查询到Ingress后，就可以通过kubctl describe ingress命令查看Ingress对象是否按照我们的定义成功代理了app-service这个Service：

➜  ~ kubectl describe ingress app-ingress
Name:             app-ingress
Namespace:        default
Address:          192.168.64.4
Default backend:  default-http-backend:80 (<error: endpoints "default-http-backend" not found>)
Rules:
  Host             Path  Backends
  ----             ----  --------
  app.example.com
                   /   app-service:80 (10.1.0.24:3000,10.1.0.25:3000)
Annotations:       kubernetes.io/change-cause: kubectl apply --filename=app-ingress.yaml --record=true
Events:            <none>

上面输出里的Rlues部分可以清楚的看到，把Host: app.example.com所有请求（定义了Path是/）都代理到了后端app-service的80端口，Service后面的Pod正是它的Endpoints，与上面的kubctl describe svc app-service命令输出里的Endpoints信息一致。

接下来在/etc/hosts文件里追加下面的内容，就能通过域名访问我们的服务了：

192.168.64.4 app.example.com

你们在练习的时候，可以自己尝试新增一个Service，然后更新Ingress，再指定一个/v2之类的Path，让所有匹配这个规则的请求都能路由给新的Service。

接下来

Ingress还有很多其他的配置，想要简单的讲完，还是挺难的。最常用的比如怎么设置TLS私钥和证书这些配置在Kubernetes官方文档-Ingress[2] 部分都有提到，后面自己练习的时候可以试试给Ingress启用HTTPs访问的功能。

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推荐阅读

参考资料

[1]

官方的部署指南: https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/deploy/

[2]

Kubernetes官方文档-Ingress: https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/services-networking/ingress/

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