nginx-ingress详解

一、ingress概述

1、概述

Kubernetes是一个拥有强大故障恢复功能的集群,当pod挂掉时,集群会重新创建一个pod出来,但是pod的IP也会随之发生变化,为了应对这种情况,引入了service,通过service的标签匹配,来进行后端的pod服务发现,并提供传输层的负载均衡。然后我们再通过service的nodeport模式将端口映射到宿主机,这样我们就完成了集群内的服务对外暴漏。

但是如果我们想配置基于http的负载均衡,怎么办呢?可能会想到,再部署一个nginx的pod,以daemonset的形式运行在集群内,绑定宿主机的80端口,后端直接配置对应的serivce就可以了,

但是当后端有新的服务的时候,就需要更新nginx pod的配置文件,会比较麻烦。这个时候,ingress就出现了。ingress就是原来你需要修改nginx配置文件,现在把它做成了一个ingress对象,可以通过yaml的形式进行创建,ingress controller的功能就是与apiesrver交互,发现ingress配置文件的变化,生成nginx可以理解的配置,在写到nginx 的配置文件中
在这里插入图片描述

2、功能

  • 将Kubernetes内部的服务暴漏出去
  • 提供基于http层的流量负载均衡(基于主机头或者URL)
  • 提供TLS/SSL加密

ingress是通过service的服务发现功能来发现后端的pod,然后流量直接发给pod,而不经由service,所以要比nodeport的方式网络损耗更小。

3、核心概念

  • host:未指定 host,因此该规则适用于通过指定 IP 地址的所有入站 HTTP 通信。 如果提供了 host(例如 foo.bar.com),则 rules 适用于该 host
  • rules:用于定义当前Ingress资源的转发规则列表;由rules定义规则,或没有匹配到规则时,所有的流量会转发到由backend定义的默认后端。
  • backend:默认的后端用于服务那些没有匹配到任何规则的请求;定义Ingress资源时,必须要定义backend或rules两者之一,该字段用于让负载均衡器指定一个全局默认的后端。
  • tls:TLS配置,目前仅支持通过默认端口443提供服务,如果要配置指定的列表成员指向不同的主机,则需要通过SNI TLS扩展机制来支持该功能。

4、nginx-ingress工作原理

  1. ingress-controller通过和API server交互,动态的获取ingress的规则变化
  2. 当ingress发生变化时,按照固定格式生成nginxi可以识别的前后端配置文件
  3. 再将这段配置文件,写入到 ingress-controller中的nginx服务中,在reload一下,使配置文件生效

二、nginx-ingress使用

1、安装

官网地址:https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/deploy/

#以yaml形式进行部署
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.2/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml#helm进行部署
helm upgrade --install ingress-nginx ingress-nginx \--repo https://kubernetes.github.io/ingress-nginx \--namespace ingress-nginx --create-namespace

2、ingress暴露服务的方式

方式一:Deployment+LoadBalancer模式的Service

如果要把ingress部署在公有云,那用这种方式比较合适。用Deployment部署ingress-controller,创建一个 type为 LoadBalancer 的 service 关联这组 pod。大部分公有云,都会为 LoadBalancer 的 service 自动创建一个负载均衡器,通常还绑定了公网地址。 只要把域名解析指向该地址,就实现了集群服务的对外暴露

方式二:DaemonSet+HostNetwork+nodeSelect

用DaemonSet结合nodeSelect把pod部署到固定节点上,再通过HostNetWork直接讲pod与宿主机的的网络打通,直接使用宿主机的80/443端口进行访问,这种方式整个请求链路更简单,性能相比较NodePort的方式更好,缺点是一个主机只能部署一个pod。

方式三:Deployment+NodePort模式的Service

用Deployment部署ingress-controller,创建一个 type为NodePort的service,这样就会暴露在集群节点的特定端口上面,由于NodePort暴露的端口不是80/443端口,一般前端还会加一个负载均衡,或者把域名解析到node节点的公网ip上。由于多了一层nat转发性能会不如方式二

3、基于主机名作负载均衡

注意:通配符匹配要求http host头部字段与通配符规则中的后缀部分相同。(例如:*.foo.com 匹配 bar.foo.com, 但不匹配 bar.bar.foo.com)

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: ingress-wildcard-hostannotations:kubernetes.io/ingress.class: "nginx" ##指定Ingress Controller的类型nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true" ##指定后面rules定义的path可以使用正则表达式nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-connect-timeout: "600" ##连接超时时间,默认为5snginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600" ##后端服务器回转数据超时时间,默认为60snginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600" ##后端服务器响应超时时间,默认为60snginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "10m" ##客户端上传文件,最大大小,默认为20m#nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: / ##URL重写nginx.ingress.kubernetes.io/app-root: /index.html
spec:rules:- host: "foo.bar.com"http:paths:- pathType: Prefixpath: "/bar"backend:service:name: service1port:number: 80- host: "*.foo.com"http:paths:- pathType: Prefixpath: "/foo"backend:service:name: service2port:number: 80

4、基于URL做负载均衡

注意:如果路径的最后一个元素是请求路径中的最后一个元素的子字符串,则不会匹配,(例如:/foo/bar 匹配 /foo/bar/baz, 但不匹配 /foo/barbaz

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:name: nginx-webannotations:kubernetes.io/ingress.class: "nginx" ##指定Ingress Controller的类型nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true" ##指定后面rules定义的path可以使用正则表达式nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-connect-timeout: "600" ##连接超时时间,默认为5snginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600" ##后端服务器回转数据超时时间,默认为60snginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600" ##后端服务器响应超时时间,默认为60snginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "10m" ##客户端上传文件,最大大小,默认为20m#nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: / ##URL重写nginx.ingress.kubernetes.io/app-root: /index.html
spec:rules:- host: www.jiege.comhttp:paths:- path: /app1backend:serviceName: magedu-tomcat-app1-serviceservicePort: 80- path: /app2backend:serviceName: magedu-tomcat-app2-serviceservicePort: 80

5、配置TLS加密

可以将证书先配置为secrt类型来做保护,ingress只支持单个TLS端口443

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:name: nginx-web
spec:rules:- host: www.jiege.comhttp:paths:- path: /app1backend:serviceName: magedu-tomcat-app1-serviceservicePort: 80- path: /app2backend:serviceName: magedu-tomcat-app2-serviceservicePort: 80

注意:默认规则上无法使用TLS,因为需要向所有可能的子域名发放证书,因此,TLS字段中,hosts的值需要与rules字段中hosts完全匹配。

示例:

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:name: nginx-webnamespace: mageduannotations:kubernetes.io/ingress.class: "nginx" ##指定Ingress Controller的类型nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: 'true' ##开启重定向
spec:tls:- hosts:- www.jiege.comsecretName: tls-secret - hosts:- mobile.jiege.comsecretName: mobile-tls-secret rules:- host: www.jiege.comhttp:paths:- path: /backend:serviceName: magedu-tomcat-app1-serviceservicePort: 80- host: mobile.jiege.comhttp:paths:- path: /backend:serviceName: magedu-tomcat-app2-serviceservicePort: 80

6、Annotations注解

注解用来配置当前ingress资源实例中的Nginx虚拟主机相关的配置,也就是通过Annotations来开启一些nginx功能

示例

注解类型功能描述
nginx.ingress.kubernetes.io/enable-access-logtrue 或 false对当前虚拟主机设置是否启用访问日志,默认为真
nginx.ingress.kubernetes.io/client-body-buffer-sizestring同 Nginx 配置指令 client_body_buffer_size
nginx.ingress.kubernetes.io/use-regextrue 或 false是否对当前虚拟主机的 Nginx 指令 location 使用正则方式进行路径匹配,默认值为 false
nginx.ingress.kubernetes.io/custom-http-errors[]int根据响应码状态定义为错误状态并跳转到设置的默认后端
nginx.ingress.kubernetes.io/default-backendstring自定义默认后端的资源对象 Service 名称,当客户端的请求没有匹配的 Nginx 规则或响应错误时,将被转发到默认后端
nginx.ingress.kubernetes.io/permanent-redirectstring设置永久重定向的目标地址
nginx.ingress.kubernetes.io/permanent-redirect-codenumber自定义永久重定向的响应码,默认为 301
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-targetURI同 Nginx 配置指令 rewrite
nginx.ingress.kubernetes.io/limit-ratenumber访问流量速度限制,同 Nginx 配置指令 limit_rate
nginx.ingress.kubernetes.io/limit-connectionsnumber节并发连接数限制,同 Nginx 配置指令 limit_conn
nginx.ingress.kubernetes.io/enable-global-authtrue 或 false如果 ConfigMap 的 global-auth-url 被设置,Nginx 会将所有的请求重定向到提供身份验证的 URL,默认为 true
nginx.ingress.kubernetes.io/service-upstreamtrue 或 false默认 Nginx 以 Service 中 Pod 的 IP 和端口为 Upstream 中的成员列表,该参数为 true 时,将以 Service 的 ClusterIP 和端口为被代理入口,该功能避免了因 Pod 漂移带来的 Upstream 的配置变化
nginx.ingress.kubernetes.io/backend-protocolНТТР 或 HTTPS 或 GRPC 或 GRPCS 或 AJP 或 FCGI设置代理后端服务器的代理协议类型,默认为 HTTP
nginx.ingress.kubernetes.io/load-balanceround_robin 或 ewma设置负载均衡算法,基于 balancer_by_lua 模块实现,支持轮询和 Peak EWMA 两种负载算法

参看链接:

https://www.weixueyuan.net/a/884.html

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