詳解k8s組件Ingress邊緣路由器並落地到微服務 - kubernetes
寫在前面
Ingress
英文翻譯 進入;進入權;進食
,更準確的講就是入口,即外部流量進入k8s
集羣必經之口。這到大門到底有什麼作用?我們如何使用Ingress
?k8s
又是如何進行服務發現的呢?先看一張圖:
備註:此圖來源我轉載的一篇博客NodePort,LoadBalancer還是Ingress?我該如何選擇 - kubernetes,特此說明。
原理
雖然k8s
集羣內部署的pod
、server
都有自己的IP
,但是卻無法提供外網訪問,以前我們可以通過監聽NodePort
的方式暴露服務,但是這種方式並不靈活,生產環境也不建議使用。Ingresss
是k8s
集羣中的一個API
資源對象,扮演邊緣路由器(edge router)的角色,也可以理解爲集羣防火牆、集羣網關,我們可以自定義路由規則來轉發、管理、暴露服務(一組pod),非常靈活,生產環境建議使用這種方式。另外LoadBlancer
也可以暴露服務,不過這種方式需要向雲平臺申請負債均衡器;雖然目前很多雲平臺都支持,但是這種方式深度耦合了雲平臺,所以你懂的。
首先我們來思考用傳統的web
服務器,比如Nginx
,如何處理這種場景?Nginx
充當一個反向代理服務器攔截外部請求,讀取路由規則配置,轉發相應的請求到後端服務。
kubernetes
處理這種場景時,涉及到三個組件:
反向代理
web
服務器
負責攔截外部請求,比如Nginx
、Apache
、traefik
等等。我一般以Deployment
方式部署到kubernetes
集羣中,當然也可以用DeamonSet
方式部署;這兩種部署方式個人覺得有利有弊,感興趣的請參考這篇文章,這裏就不敖述了。Ingress controller
k8s
中的controller
有很多,比如CronJob
、DeamonSet
、Deployment
、ReplicationSet
、StatefulSet
等等,大家最熟悉的應該是Deployment
(嘿嘿,我也是),它的作用就是監控集羣的變化,使集羣始終保持我們期望的最終狀態(yml文件)。同理,Ingress controller
的作用就是實時感知Ingress
路由規則集合的變化,再與Api Server
交互,獲取Service
、Pod
在集羣中的IP
等信息,然後發送給反向代理web
服務器,刷新其路由配置信息,這就是它的服務發現機制。Ingress
定義路由規則集合,上面已經詳細介紹,這裏就不再敖述了。
經過上面的剖析,知道了吧,如果我們僅僅創建Ingress
對象,只是定義了一系列路由規則集合而且,沒有任何作用,不要想得太簡單了,嘿嘿。
Ingress 選型
這個我花費了不少時間,最終選用的是Traefik
,它是一個用Golang開發的輕量級的Http反向代理和負載均衡器,雖然相比於Nginx
,它是後起之秀,但是它天然擁抱kubernetes
,直接與集羣k8s的Api Server
通信,反應非常迅速,實時感知集羣中Ingress
定義的路由規則集合和後端Service
、Pod
的變化,自動熱更新Traefik
後端配置,根本不用創建Ingress controller
對象,同時還提供了友好的控制面板和監控界面,不僅可以方便地查看Traefik
根據Ingress
生成的路由配置信息,還可以查看統計的一些性能指標數據,如:總響應時間、平均響應時間、不同的響應碼返回的總次數等,Traefik
部署請參考官網用戶示例Kubernetes Ingress Controller。不僅如此,Traefik
還支持豐富的annotations
配置,可配置衆多出色的特性,例如:自動熔斷、負載均衡策略、黑名單、白名單;還支持許多後端存儲,如:zookeeper、eureka、consul、rancher、docker等,它會自動感知這些統一配置中心的變化,熱更新自己的路由配置,所以Traefik
對於微服務來說簡直就是一神器啊,嘿嘿。那麼Traefik
性能又如何呢?容器化部署,還擔心性能,不要這麼搞笑,好嗎。而Nginx
在擁抱kubernetes
這方面比較後知後覺,詳情請參考官方網站和開源項目ingress-nginx ;另外微軟開源的微服務示例項目 eShopOnContainers 採用了ingress-nginx
,大家可以下去自行研究。
Traefik :
示例說明
使用Ingress
暴露微服務
apiVersion: extensions/v1beta1kind: Ingressmetadata: labels: app: light component: frontend name: light-edge-router namespace: geekbuying-light annotations: kubernetes.io/ingress.class: "traefik" ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "false" traefik.frontend.rule.type: "PathPrefixStrip" traefik.ingress.kubernetes.io/frontend-entry-points: "http,https" traefik.ingress.kubernetes.io/priority: "3"spec: rules: - host: <hostdomain literal> http: paths: - path: /api/v1/light backend: serviceName: aggregation-light-api servicePort: 80 - path: /api/v1/identity backend: serviceName: identity-api servicePort: 80
非常重要:
當我們定義額外的路由時,比如這裏的
/api/vi/identity
,必須添加這個traefik.ingress.kubernetes.io/rule-type: PathPrefixStrip
註解傳遞路徑,否則會看不到任何效果;ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "false"
是否強制使用https
,其他的配置信息,請查看詳情。另外,不同的Ingress
選型,請參照各自的組件說明。其他命名空間下的服務發現規則爲:[serviceName].[namespace]:[port],如:exceptionless-ui.geekbuying-light-addons:80(備註:端口80可以省略,其他端口不能省略),表示查找
geekbuying-light-addons
命名空間下的exceptionless-ui
服務,並匹配端口。
特性配置
traefik支持強大的annotations
配置,需要添加到kubernetes
相應資源對象的annotations
下面。至於具體配置到的哪個對象,先弄清楚三個概念:
EntryPoint(入口點)
顧名思義,這是外部網絡進入traefik
的入口,我們上面就是通過監聽主機端口攔截請求。FrontEnd(前端)
traefik
攔截請求後,會轉發給FrontEnd
。前端定義EntryPoint
映射到BackEnd
的路由規則集,字段包括Host
,Path
,Headers
等,匹配請求後,默認通過加權輪詢負載算法路由到一個可用的BackEnd
,然後進入指定的微服務,這就是服務發現。備註:這些路由規則可以來自不同的後端存儲,如
Kubernetes、zookeeper、eureka、consul
等,Kubernetes
使用的Ingress
資源對象定義路由規則集。建議大家自行去官網學習Kubernetes Ingress Backend。BackEnd(後端)
一組http
服務集,kubernetes
中對應一個service
對象下的一組pod
地址。對於後端的服務發現,可配置負載均衡策略、熔斷器等特性。
一個後端service
對象的配置例子:
apiVersion: v1kind: Servicemetadata: annotations: traefik.backend.circuitbreaker: NetworkErrorRatio() > 0.5 traefik.backend.loadbalancer.method: drr labels: app: light component: identity name: identity-api namespace: geekbuying-lightspec: ports: - port: 80 selector: app: light component: identity type: webapi
效果圖
控制面板:
前端優先級、後端熔斷器和負載均衡策略:
監控界面:
總結
綜上所述,首先部署擁抱k8s的反向代理服務器(treafik、nginx
等)攔截請求,然後攔截的請求會根據Ingress
定義的路由規則集,轉發到集羣內部對應的Service
。
延伸閱讀
https://docs.traefik.io/
https://github.com/containous/traefik
https://docs.traefik.io/user-guide/kubernetes/
https://docs.traefik.io/configuration/backends/kubernetes/
https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress/
https://kubernetes.io/docs/admin/authorization/rbac/
https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/blob/master/README.md
https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/development/
https://www.kubernetes.org.cn/1237.html
https://github.com/kubernetes/ingress-nginx
https://blog.csdn.net/hxpjava1/article/details/79459489
https://blog.csdn.net/hxpjava1/article/details/79375452
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