kubernetes對象之Ingress

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概述

向外網暴露集羣內服務，以使客戶端可以訪問，有如下幾種方法，本文重點描述Ingress。

LoadBalancer

LoadBalancer通常由雲服務供應商提供或者用戶自定義，運行在集羣以外。在建立service時爲其配置LoadBalancer相關參數，當從外網訪問集羣內servcie時，用戶直接鏈接到LoadBalancer服務器，LoadBalancer服務器再將流量轉發到集羣內service。Loadbalancer配置及使用方法與各雲服務供應商有關，本文不詳細描述。

NodePort

這種方式要求集羣中部分節點有被外網訪問的能力。Kubernetes爲每一個NodePort類型的服務在集羣中的每一個節點上分配至少一個主機網絡端口號。客戶經過能被外網訪問的節點IP加上節點端口的方式訪問服務。大多數狀況下不會經過這種方式向集羣外暴露服務，緣由有四。

• 其一：大多狀況下，爲了安全起見，集羣中的節點位於徹底內網環境中，不該該有被外網直接訪問的能力。通常外網訪問集羣中的節點都是經過邊界服務器如網關、跳板等，而這種邊界服務器須要經過各類方式進行安全加固。

• 其二：若是集羣內節點能夠從外網直接訪問的話，則會將集羣內節點地址、服務名稱、端口號等信息直接暴露在外，很是不安全。

• 其三：服務端口號通常由系統自動分配，並不是固定，而服務名稱也可能發生變動，此時外部客戶端須要跟蹤變動並修改，屬於重試耦合。

• 其四：這種方式，每一個服務至少向外網暴露一個端口號，當服務不少時不易於管理。

Ingress

Ingress不是某種產品、組件的名稱，它應該是kubernetes向集羣外暴露服務的一種思路、技術，用戶徹底能夠根據這種思路提供本身的Ingress實現，固然kubernetes提供了默認Ingress實現還有其它第三方實現，通常無需本身開發。它的思路是這樣的，首先在集羣內運行一個服務或者pod也能夠是容器，不論是什麼它至少應該有一個外網能夠訪問的IP，至少向外網開放一個端口號，讓它充當反向代理服務器。當外網想要訪問集羣內service時，只需訪問這個反向代理服務器並指定相關參數，代理服務器根據請求參數並結合內部規則，將請求轉發到service。這種思路與LoadBalancer的不一樣之處是它就位於集羣內，而LoadBalancer位於集羣外。與NodePort的不一樣之處是集羣只向外暴露一個服務或者pod等，而NodePort是暴露所有service。

Kubernetes用nginx實現反向代理服務器，稱爲Ingress Controller，是pod類型資源。同時提供了Ingress類型對象，經過建立Ingress對象配置nginx反向代理服務器的轉發規則。Nginx反向代理服務器收到來自外網的請求後，用請求的URL地址、請求頭字段區別不一樣service，而後轉發請求。

部署Ingress Controller

在Kubernetes中，Ingress Controller典型是pod類型資源，其部署方式與普通pod相同，經過Deployment、DaemonSet等副本控制器部署，其中更值推薦的是DaemonSet方式。Ingress Controller須要部署在具有連通外網能力的節點上，首先在目標節點打上Ingress Controller專用標籤，而後在DaemonSet的配置文件中配置節點選擇器選中此類標籤，控制pod實例能夠部署的節點，經過爲節點增減相關標籤控制Ingress Controller的pod實例個數。Ingress Controller通常佔用兩個節點主機端口，http用80，https用443。詳細參考：這裏。外網經過http://節點外網ip:80/...或者https://節點外網ip:80/...就能夠訪問內部服務了，當前首先須要建立Ingress對象配置訪問策略。

建立Ingress對象

本節經過建立各類Ingress對象，展現Ingress的各類典型用法。

Single Service Ingress

配置文件:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test-ingress
spec:
  backend:
    serviceName: testsvc
    servicePort: 80

而後經過kubectl create -f建立對象,這同建立通常對象並無不少區別,前面已經屢次提到過,這裏再也不詳細描述

查看對象:

$ kubectl get ing
NAME                RULE          BACKEND        ADDRESS
test-ingress        -             testsvc:80     107.178.254.228

以上配置中沒有具體的rule，因此諸如http(s)://107.178.254.228/xxx之類的請求都轉發到testsvc的80端口。

其於URL轉發(Simple fanout)

假如要實現如下目標:

foo.bar.com -> 178.91.123.132 -> / foo    s1:80
                                 / bar    s2:80

其中foo.bar.com是http請求體頭部中的host字段，178.91.123.132是Ingress Controller外網地址，當請求路徑與/foo匹配時轉發到s1服務的80端口，當與/bar匹配時轉發到s2服務的80端口，其最核心邏輯是用URL區分不一樣服務。

配置以下：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - path: /foo
        backend:
          serviceName: s1
          servicePort: 80
      - path: /bar
        backend:
          serviceName: s2
          servicePort: 80

查看對象:

$ kubectl get ing
NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
test      -
          foo.bar.com
          /foo          s1:80
          /bar          s2:80

基於名稱的虛擬主機(Name based virtual hosting)

實現以下目錄:

foo.bar.com --|                 |-> foo.bar.com s1:80
              | 178.91.123.132  |
bar.foo.com --|                 |-> bar.foo.com s2:8

這種方式的核心邏輯是用http請求中的host字段區分不一樣服務，而不是URL。如host: foo.bar.com的請求被轉發到s1服務80端口，如host: bar.foo.com的請求被轉發到s2服務80端口。

配置：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test
spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s1
          servicePort: 80
  - host: bar.foo.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s2
          servicePort: 80

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test
spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s1
          servicePort: 80
  - host: bar.foo.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s2
          servicePort: 80

TLS

利用Secret類型對象爲Ingress Controller提供私鑰及證書，對通訊鏈路加密。

Secret配置：

apiVersion: v1
data:
  tls.crt: base64 encoded cert
  tls.key: base64 encoded key
kind: Secret
metadata:
  name: testsecret
  namespace: default
type: Secret

在Ingress對象中引用

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: no-rules-map
spec:
  tls:
  - secretName: testsecret
  backend:
    serviceName: s1
    servicePort: 80

** 更新Ingress對象**

使用kubectl edit命令編輯Ingress實時對象：

$ kubectl get ing
NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
test      -                       178.91.123.132
          foo.bar.com
          /foo          s1:80
$ kubectl edit ing test

在彈出的編輯器中修改：

spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s1
          servicePort: 80
        path: /foo
  - host: bar.baz.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s2
          servicePort: 80
        path: /foo
..

保存關稍後確認更新：

$ kubectl get ing
NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
test      -                       178.91.123.132
          foo.bar.com
          /foo          s1:80
          bar.baz.com
          /foo          s2:80

參考：

$ kubectl get ing
NAME      RULE          BACKEND   ADDRESS
test      -                       178.91.123.132
          foo.bar.com
          /foo          s1:80
          bar.baz.com
          /foo          s2:80

Ingress-NginX傳遞自定義header

問題現場:

配置好Ingress以後能夠經過Ingress正常訪問系統，可是輸入用戶名密碼以後登錄失敗。可是經過NodePort暴露服務時能夠正常訪問和登陸。接下來進過調試發現是在獲取用戶信息時出錯，沒法從Request header中取到自定義的用戶信息字段。

參考此文章發現，NginX默認會將用戶自定義的header過濾掉，除非開啓 underscores_in_headers ，通過測試，在NginX中開啓 underscores_in_headers 以後系統登陸正常。那麼如何在Ingress-NginX中開啓此項呢：

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-configuration
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app: ingress-nginx
data:
  enable-underscores-in-headers: "true"

參考連接1：

參考連接2