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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