Ingress Nginx使用

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内容纲要

1. k8s ingress

1.1 什么是Ingress

Kubernetes Ingress 是一组路由规则，用于在集群外部和集群内部的服务之间进行 HTTP 和 HTTPS 路由。Ingress 允许你管理入站连接，并可以在集群中执行主机名和 URL 路径的路由、终端节点的负载均衡、重定向、SSL 终端等操作。

Ingress 控制器则是一个用于实现 Ingress 路由规则的组件，也就是说，它是 Ingress 资源对象在实际环境中的具体实现。可能有许多供选择的 Ingress 控制器，例如 Nginx、Traefik、HAProxy 等等。

如果以 Nginx 作为比喻，Ingress 就可以看做是 Nginx 的配置文件（比如 nginx.conf），用于定义如何处理 HTTP/HTTPS 请求。比如什么样的请求应该转发到哪个后端服务，是否需要开启 SSL，是否需要进行 URL 重写等等。

而 Ingress 控制器就相当于 Nginx 服务器本身，它读取和理解这个配置文件，然后根据配置来处理实际的网络请求。

对于 Kubernetes 和 Nginx Ingress 控制器，Ingress 资源定义了各种路由规则，而 Nginx Ingress 控制器则负责将这些规则转化为实际的 Nginx 服务器配置，并且会持续监听这些规则的变化并实时更新 Nginx 配置。

这样，管理员只需要关心抽象的 Ingress 规则，而不需要直接去修改复杂的 Nginx 配置。同时在不同的环境下，也可以通过切换不同的 Ingress 控制器（比如从 Nginx 切换到 Traefik），而不需要修改 Ingress 规则。
Ingress

1.2 有哪些Ingress?

k8s有很多Ingress, 以下是一些常见的Ingress:
以下是一些常见的 Kubernetes Ingress 控制器：

  1. NGINX Ingress Controller: 这是最常用的 Ingress 控制器，由 NGINX 官方团队维护，支持标准的 HTTP/HTTPS，以及 TCP 和 UDP 的负载均衡。NGINX Plus Ingress Controller 包含更多高级特性，如 JWT 认证，请求率限制等。

  2. Traefik: Traefik 是一个现代 HTTP 反向代理、负载均衡器，同时也是一个 Ingress 控制器。它支持多种后端服务，如 Kubernetes、Docker 等。

  3. HAProxy Ingress: HAProxy Ingress 是基于 HAProxy 的 Kubernetes Ingress 控制器，HAProxy 历来以其健壮性、性能和可靠性受到赞誉。

  4. Istio Gateway: Istio 是服务网格的一种实现，而 Istio Gateway 就是作为 Ingress 控制器，可以对接入的流量进行复杂的路由规则控制。

  5. Kong Ingress Controller：Kong Ingress Controller 除了基本的路由功能外，还可以处理身份验证、流量控制、服务发现等高级功能。

  6. AWS Application Load Balancer (ALB) Ingress Controller：这是 AWS 提供的 Ingress 控制器，用于将流量路由到 AWS 的 Application Load Balancer (ALB)。使用它，你可以利用 AWS 的弹性和可扩展特性。

  7. Google Cloud HTTP(s) Load Balancer (GCE) Ingress Controller: 这是 Google Cloud 提供的 Ingress 控制器，可以将流量路由到 Google Cloud 的 HTTP(s) 负载均衡器。

这些 Ingress 控制器各有特色，选择哪个主要取决于你的实际需求和你的部署环境。
更多Ingress可以参考k8s官网:Ingress Controllers

Ingress 路由规则

基于Host

这是请求域名的匹配规则，如果没有指定，那么规则会应用到所有的域名。
ingress host route roles

基于Path

这定义了 URL 路径的匹配模式，对应到后端的服务。
ingress path route rules

基于Backend

这定义了请求应该路由到哪个服务以及服务的端口。

基于TLS

这定义了如何处理 TLS，包括用于 HTTPS 的证书和关联的域名列表。

举例说明

请看这个Ingress声明：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
# 资源类型是Ingress
kind: Ingress
metadata:
  name: example-ingress
  # annotations
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2
    nginx.ingress.kubernetes.io/enable-cors: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-methods: "GET, PUT, POST, DELETE, PATCH, OPTIONS"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-headers : "*"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-credentials: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-origin: "*"
spec:
  # Ingress类型，这里是Ingress,不同的Ingress提供上Class名称不一致，具体可以参考提供商的文档，这里使用的ingress-nginx，所以Class名称为Nginx
  ingressClass: Nginx
  rules:
  # 基于Host路由规则
  - host: myapp.mydomain.com
    http:
      paths:
      # 基于Path路由规则
      - path: /service1/(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
      # 基于Backend路由规则
        backend:
          serviceName: service1
          servicePort: 80
      - path: /service2/(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          serviceName: service2
          servicePort: 80
# 指定域名TLS
  tls:
  - hosts:
    - myapp.mydomain.com
    secretName: myapp-tls-secret

pathType类型

在 Kubernetes Ingress 中，path 是一种路由规则，它定义了某个 HTTP 请求路径应当被如何处理。具体来说，path 定义了 URL 路径的匹配模式和这个模式对应的后端服务。

在 Kubernetes 1.18 版本之前，Ingress 的路径被视为一种简单的字符串，没有明确定义如何进行匹配。因此，如何解释和使用 path 取决于您的 Ingress 控制器，不同的控制器可能有不同的行为。

从 Kubernetes 1.18 版本开始，在 Ingress API networking.k8s.io/v1 中引入了 pathType 字段，以便更明确地定义路径匹配的行为。pathType 可以有以下几个值：

  1. Exact：表示只有当请求路径和设置的 path 完全相等时，这条路由规则才生效。例如，如果 path 设置为 /foo，那么只有 /foo 这个路径的请求才会匹配，而 /foo/、/foo/bar 或 /foobar 这样的路径不会匹配。

  2. Prefix：表示只要请求路径以设置的 path 作为前缀，这条路由规则就会生效。例如，如果 path 为 /foo，那么 /foo、/foo/、/foo/bar、/foobar 这样的路径都会匹配。

  3. ImplementationSpecific： 表示路径匹配的行为取决于具体的 Ingress 控制器，这是兼容早期 Ingress 规范的一个方式。

  • 如果没有指定 pathType，则默认pathType为ImplementationSpecific。

Ingress annotations

Ingress 的 annotations（注解）是 Kubernetes 提供的一种方式，用于为 Ingress 控制器附加额外的配置或行为。通过使用 annotations，我们可以更灵活地为 Ingress 控制器添加和修改特定的设置，而不需要直接修改 Ingress 控制器的代码或配置。

每个 Ingress 控制器可能支持一组特定的 annotations，并根据这些 annotations 执行相应的行为。常见的一些 annotations 可能包括以下功能：

  1. 自定义 HTTP/HTTPS 重定向：你可以使用 annotations 来控制是否需要对 HTTP 请求进行 HTTPS 重定向。

  2. 配置 SSL/TLS：可以使用 annotations 来配置 SSL/TLS ，如是否启用自动 HTTP 到 HTTPS 的重定向、证书等。

  3. 设置负载均衡算法：某些 Ingress 控制器允许你通过 annotations 设置负载均衡算法，比如轮询、最少连接等。

  4. 设置会话粘滞性：可以通过 annotations 为服务启用会话粘滞性，以确保用户的所有请求都被路由到同一 Pod。

  5. 配置访问日志和错误日志：Annotations 可以用来控制 Ingress 对访问日志和错误日志的处理，例如开启或关闭日志，设置日志格式，等等。

  6. 配置防火墙规则、CORS 策略、gzip 压缩等：根据具体的 Ingress 控制器的实现，annotations 可以支持各种各样的功能。

每个 annotations 都有一个特定的 key 和 value，key 通常是一个带有前缀的字符串，如 nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target，value 是对应的配置值。

在 Ingress 资源的 yaml 文件中，annotations 作为元数据的一部分定义在 metadata.annotations 字段下。例如：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
# 资源类型是Ingress
kind: Ingress
metadata:
  name: example-ingress
  # annotations
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2
    nginx.ingress.kubernetes.io/enable-cors: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-methods: "GET, PUT, POST, DELETE, PATCH, OPTIONS"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-headers : "*"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-credentials: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-origin: "*"
spec:
  # Ingress类型，这里是Ingress,不同的Ingress提供上Class名称不一致，具体可以参考提供商的文档，这里使用的ingress-nginx，所以Class名称为Nginx
  ingressClass: Nginx
  rules:
  # 基于Host路由规则
  - host: myapp.mydomain.com
    http:
      paths:
      # 基于Path路由规则
      - path: /service1/(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
      # 基于Backend路由规则
        backend:
          serviceName: service1
          servicePort: 80
      - path: /service2/(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          serviceName: service2
          servicePort: 80
# 指定域名TLS
  tls:
  - hosts:
    - myapp.mydomain.com
    secretName: myapp-tls-secret

在这个例子中，使用annotations定义了路径重写和跨域配置，比如我们的rewrite规则是：如果请求路径是/service1/a/b/c，那么请求路径被转发到backend服务时路径被rewrite为/a/b/c(注意：这个是ingress-nginx)。

ingress-nginx

Ingress-nginx 是一个用于管理 Kubernetes Ingresses 的控制器，它使用 NGINX 开源 web 服务器作为反向代理和负载均衡器。

以下是关于 ingress-nginx 的一些主要要点：

路由: Ingress-nginx 用于处理集群外部的请求，根据定义在 Ingress 资源中的规则将请求路由到集群内部的 Service。它可以根据请求的主机名和 URL 路径进行路由。

负载平衡: Ingress-nginx 具有负载均衡的能力，可以将流量分发给后端的多个 Pod。

SSL / TLS 终止: Ingress-nginx 支持 SSL / TLS 终止，可以对 HTTPS 请求进行解密，并将解密后的请求发送给后端的服务。

注解: Ingress-nginx 支持多种注解，可以通过注解来改变默认的行为，包括设置负载平衡算法，开启会话粘滞性，修改超时，调整缓存，开启或关闭各种日志，等等。

自定义配置: Ingress-nginx 提供了丰富的自定义选项，可以通过修改 ConfigMap 或使用注解来自定义它的行为。

扩展性和灵活性: Ingress-nginx 可以很容易地扩展以处理大量的请求，并且可以灵活地应对各种流量模式和复杂的路由规则。

总结

Kubernetes Ingress 是一种将集群外部的 HTTP 和 HTTPS 路由到集群内部服务的方法，包括主机名、URL路径、负载均衡等路由规则，以及对应的后端服务。Ingress 控制器则是具体实现这些路由规则的，常见的有 Nginx、Traefik、HAProxy 等等。

  1. 基于Host的路由规则，是对请求域名的匹配规则。

  2. 基于Path的路由规则，利用 URL 的路径匹配模式，对应到后端的服务。

  3. 基于Backend的路由规则，定义了请求应该路由到哪个服务以及服务的端口。

  4. 基于TLS的路由规则，定义了如何处理 TLS，包括用于 HTTPS 的证书和关联的域名列表。

Annotations 是 Kubernetes 提供的一种方式，用于为 Ingress 控制器附加额外的配置或行为。比如自定义 HTTP/HTTPS 重定向、配置 SSL/TLS、设置负载均衡算法、设置会话粘滞性、配置访问日志和错误日志，以及配置防火墙规则、CORS 策略、gzip 压缩等。

Ingress-nginx 是一个用于管理 Kubernetes Ingress 的控制器，它在采用nginx做为反向代理和负载均衡器。它负责管理和执行 Ingress 资源定义的路由规则，接收集群外部的请求，并根据定义的规则将请求路由到集群内部的 Service，在此过程中它可以执行诸如主机名和 URL 路径的匹配、负载均衡、SSL/TLS 终止、路径重写等操作。

References

  1. Ingress

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