如何解析K8S中Service 的Ingress意义与部署

这篇文章给大家介绍如何解析K8S中Service 的Ingress意义与部署，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

前言

ingress 可以理解为 Service 的 Service，即在现有 Service 的前面再搭建一层 Service，作为外部流量的统一入口，进行请求路由的转发。

说白了就是在前端搭建一个 nginx或者haproxy，将不同 host 或 url 转发到对应的后端 Service，再由 Service 转给 Pod。只不过 ingress 对 nginx/haproxy 进行了一些解耦和抽象。

Ingress 的意义

ingress 弥补了默认 Service 暴露外网访问时候的一些缺陷，如不能进行统一入口处的7层 URL 规则，如一个默认 Service 只能对应一种后端服务。

通常说的 ingress 包含 ingress-controller 和 ingress 对象两部分。

ingress-controller 对应 nginx/haproxy 程序，以 Pod 形式运行。

ingress 对象 对应 nginx/haproxy 配置文件。

ingress-controller 使用 ingress 对象中描述的信息修改自身 Pod 中 nginx/haproxy 的规则。

部署 ingress

准备测试资源

部署2个服务，访问服务1，返回 Version 1访问服务2，返回 Version 2

两个服务的程序配置

# cat deployment.yaml apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:  name: hello-v1.0spec:  selector:    matchLabels:      app: v1.0  replicas: 3  template:    metadata:      labels:        app: v1.0    spec:      containers:      - name: hello-v1        image: anjia0532/google-samples.hello-app:1.0        ports:        - containerPort: 8080---apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:  name: hello-v2.0spec:  selector:    matchLabels:      app: v2.0  replicas: 3  template:    metadata:      labels:        app: v2.0    spec:      containers:      - name: hello-v2        image: anjia0532/google-samples.hello-app:2.0        ports:        - containerPort: 8080---apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: service-v1spec:  selector:    app: v1.0  ports:  - port: 8081    targetPort: 8080    protocol: TCP---apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: service-v2spec:  selector:    app: v2.0  ports:  - port: 8081    targetPort: 8080    protocol: TCP

让容器运行在 8080 上，service 运行在 8081 上。

启动两个服务和对应的 Pod

# kubectl apply -f deployment.yaml    deployment.apps/hello-v1.0 createddeployment.apps/hello-v2.0 createdservice/service-v1 createdservice/service-v2 created

查看启动情况，每个服务对应3个 Pod

# kubectl get pod,service -o wideNAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATESpod/hello-v1.0-6594bd8499-lt6nn   1/1     Running   0          37s   192.10.205.234   work01              pod/hello-v1.0-6594bd8499-q58cw   1/1     Running   0          37s   192.10.137.190   work03              pod/hello-v1.0-6594bd8499-zcmf4   1/1     Running   0          37s   192.10.137.189   work03              pod/hello-v2.0-6bd99fb9cd-9wr65   1/1     Running   0          37s   192.10.75.89     work02              pod/hello-v2.0-6bd99fb9cd-pnhr8   1/1     Running   0          37s   192.10.75.91     work02              pod/hello-v2.0-6bd99fb9cd-sx949   1/1     Running   0          37s   192.10.205.236   work01              NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE   SELECTORservice/service-v1   ClusterIP   192.20.92.221           8081/TCP   37s   app=v1.0service/service-v2   ClusterIP   192.20.255.0            8081/TCP   36s   app=v2.0

查看 Service 后端 Pod 挂载情况

[root@master01 ~]# kubectl get ep service-v1NAME         ENDPOINTS                                                     AGEservice-v1   192.10.137.189:8080,192.10.137.190:8080,192.10.205.234:8080   113s[root@master01 ~]# kubectl get ep service-v2NAME         ENDPOINTS                                                 AGEservice-v2   192.10.205.236:8080,192.10.75.89:8080,192.10.75.91:8080   113s

可以看到两个服务均成功挂载了对应的 Pod。

下面部署前端 ingress-controller。

首先指定 work01/work02 两台服务器运行 ingress-controller

kubectl label nodes work01 ingress-ready=truekubectl label nodes work02 ingress-ready=true

ingress-controller 使用官方 nginx 版本

wget -O ingress-controller.yaml https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/static/provider/kind/deploy.yaml

修改为启动 2 个 ingress-controller

# vim ingress-controller.yamlapiVersion: apps/v1kind: Deployment 。。。。。。 。。。。。。  revisionHistoryLimit: 10  replicas: 2   # 新增该行

修改为国内镜像

# vim ingress-controller.yaml    spec:      dnsPolicy: ClusterFirst      containers:        - name: controller          #image: us.gcr.io/k8s-artifacts-prod/ingress-nginx/controller:v0.34.1@sha256:0e072dddd1f7f8fc8909a2ca6f65e76c5f0d2fcfb8be47935ae3457e8bbceb20          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:0.32.0          imagePullPolicy: IfNotPresent

部署 ingress-controller

kubectl apply -f ingress-controller.yaml

查看运行情况

# kubectl get pod,service -n ingress-nginx -o wide NAME                                            READY   STATUS      RESTARTS   AGE   IP               NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATESpod/ingress-nginx-admission-create-ld4nt        0/1     Completed   0          15m   192.10.137.188   work03              pod/ingress-nginx-admission-patch-p5jmd         0/1     Completed   1          15m   192.10.75.85     work02              pod/ingress-nginx-controller-75f89c4965-vxt4d   1/1     Running     0          15m   192.10.205.233   work01              pod/ingress-nginx-controller-75f89c4965-zmjg2   1/1     Running     0          15m   192.10.75.87     work02              NAME                                         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP                   PORT(S)                      AGE   SELECTORservice/ingress-nginx-controller             NodePort    192.20.105.10   192.168.10.17,192.168.10.17   80:30698/TCP,443:31303/TCP   15m   app.kubernetes.io/component=controller,app.kubernetes.io/instance=ingress-nginx,app.kubernetes.io/name=ingress-nginxservice/ingress-nginx-controller-admission   ClusterIP   192.20.80.208                           443/TCP                      15m   app.kubernetes.io/component=controller,app.kubernetes.io/instance=ingress-nginx,app.kubernetes.io/name=ingress-nginx

可以看到 work01/02 上运行了 ingress-nginx-controller Pod。

编写访问请求转发规则

# cat ingress.yaml apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata:  name: nginx-ingressspec:  rules:  - host: test-v1.com    http:      paths:      - path: /        backend:          serviceName: service-v1          servicePort: 8081  - host: test-v2.com    http:      paths:      - path: /        backend:          serviceName: service-v2          servicePort: 8081

启用规则

# kubectl apply -f ingress.yamlingress.networking.k8s.io/nginx-ingress created

可以看到 ingress-controller Pod 里面 nginx 配置已经生效了

# kubectl exec ingress-nginx-controller-75f89c4965-vxt4d -n ingress-nginx -- cat /etc/nginx/nginx.conf | grep -A 30 test-v1.com        server {                server_name test-v1.com ;                                listen 80  ;                listen 443  ssl http2 ;                                set $proxy_upstream_name "-";                                ssl_certificate_by_lua_block {                        certificate.call()                }                                location / {                                                set $namespace      "default";                        set $ingress_name   "nginx-ingress";                        set $service_name   "service-v1";                        set $service_port   "8081";                        set $location_path  "/";

我们在集群外部访问测试。

首先解析域名到work01

# cat /etc/hosts192.168.10.15 test-v1.com192.168.10.15 test-v2.com

访问测试

# curl test-v1.comHello, world!Version: 1.0.0Hostname: hello-v1.0-6594bd8499-svjnf# curl test-v1.comHello, world!Version: 1.0.0Hostname: hello-v1.0-6594bd8499-zqjtm# curl test-v1.comHello, world!Version: 1.0.0Hostname: hello-v1.0-6594bd8499-www76# curl test-v2.comHello, world!Version: 2.0.0Hostname: hello-v2.0-6bd99fb9cd-h8862# curl test-v2.comHello, world!Version: 2.0.0Hostname: hello-v2.0-6bd99fb9cd-sn84j

可以看到不同域名的请求去到了正确的 Service 下面的不同 Pod 中。

再请求 work02

# cat /etc/hosts192.168.10.16 test-v1.com192.168.10.16 test-v2.com# curl test-v1.comHello, world!Version: 1.0.0Hostname: hello-v1.0-6594bd8499-www76# curl test-v1.comHello, world!Version: 1.0.0Hostname: hello-v1.0-6594bd8499-zqjtm# curl test-v2.comHello, world!Version: 2.0.0Hostname: hello-v2.0-6bd99fb9cd-sn84j# curl test-v2.comHello, world!Version: 2.0.0Hostname: hello-v2.0-6bd99fb9cd-h8862

也没问题。

如何高可用

在 work01 / work02 前面再挂2台 LVS+keepalived 就可以实现对 work01/02 的高可用访问了。也可以在 work01 / work02 上直接使用 keepalived 漂一个VIP，不需要额外机器，这样节约成本。

用 Deployment 管理 ingress-controller 的 Pod，使用 NodePort 方式暴露 ingress Service。

查看 ingress service

# kubectl get service -o wide -n ingress-nginxNAME                                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP                   PORT(S)                      AGE   SELECTORingress-nginx-controller             NodePort    192.20.105.10   192.168.10.17,192.168.10.17   80:30698/TCP,443:31303/TCP   22m   app.kubernetes.io/component=controller,app.kubernetes.io/instance=ingress-nginx,app.kubernetes.io/name=ingress-nginx

可以看到对外暴露了 30698 端口，访问任何节点的 30698 端口即可访问到 v1/v2 版本的 Pod。

但该端口是随机的，并且重建后会变化，我们可以直接访问运行 ingress-controller Pod 的 work01/02 的 80 端口。

work01/02前面再弄一套 LVS+keepalived 进行高可用负载。

work01/02 上使用 iptables -t nat -L -n -v 可以看到 80 端口是通过 NAT 模式开放的，高流量会有瓶颈。

可以使用 DaemonSet + HostNetwork 的方式来部署 ingress-controller。

这样 work01/02 上暴露的 80 端口直接使用宿主机的网络，不走NAT映射，可以避免性能问题。

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