十九服务发布Ingress

作者: 負笈在线 | 来源:发表于2022-06-11 09:48 被阅读0次

(一) Ingress Nginx Controller安装

首先安装Helm

# wget https://get.helm.sh/helm-v3.6.3-linux-amd64.tar.gz
# tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz
# mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

下载 Ingress Nginx Controller安装包

# helm repo add ingress-nginx https://kubernetes.github.io/ingress-nginx
# helm repo update
# helm pull ingress-nginx/ingress-nginx --version 4.0.1

更改对应的配置

# tar xf ingress-nginx-4.0.1.tgz
#cd ingress-nginx
#vim values.yaml

需要修改的位置

Controller和admissionWebhook的镜像地址，需要将公网镜像同步至公司内网镜像仓库（和课程不一致的版本，需要自行同步gcr镜像，一样的版本可以直接用registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/kube-webhook-certgen:v1.0和registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/controller:v1.0.0）
镜像的digest值注释
hostNetwork设置为true
dnsPolicy设置为 ClusterFirstWithHostNet
NodeSelector添加ingress: "true"部署至指定节点
类型更改为kind: DaemonSet
将ingress nginx设置为默认的ingressClass
部署ingress，给需要部署ingress的节点上打标签

# kubectl label node k8s-node02 ingress=true
# kubectl create ns ingress-nginx
# helm install ingress-nginx -n ingress-nginx .

(二) Ingress Nginx入门使用

创建一个用于学习Ingress的Namespace，之后所有的操作都在此Namespace进行：

# kubectl create ns study-ingress
namespace/study-ingress created

创建一个简单的Nginx模拟Web服务：

# kubectl create deploy nginx --image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/nginx:1.15.12 -n study-ingress

然后创建该Web容器的Service：

# kubectl expose deploy nginx --port 80 -n study-ingress

之后创建Ingress指向上面创建的Service：

# vim web-ingress.yaml 
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress
  namespace: study-ingress
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: nginx.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

如果apiVersion是networking.k8s.io/v1beta1，对应的配置如下：

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress
  namespace: study-ingress
spec:
  rules:
  - host: nginx.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: nginx
          servicePort: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

提示：本章内容均采用networking.k8s.io/v1版本创建Ingress资源，如果Kubernetes版本低于1.19，可以使用networking.k8s.io/v1beta1替代，配置可以参考上述的networking.k8s.io/v1beta1，只有backend配置不一样。

创建该Ingress：

# kubectl create -f web-ingress.yaml

将域名nginx.test.com即可访问Web服务器，如下图所示：

(三) Ingress Nginx域名重定向Redirect

在Nginx作为代理服务器时，Redirect可用于域名的重定向，比如访问old.com被重定向到new.com。Ingress可以更简单的实现Redirect功能，接下来用nginx.redirect.com作为旧域名，baidu.com作为新域名进行演示：

# vim redirect.yaml 
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/permanent-redirect: https://www.baidu.com
  name: nginx-redirect
  namespace: study-ingress
spec:
  rules:
  - host: nginx.redirect.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

使用curl访问域名nginx.redirect.com，可以看到301（请求被重定向的返回值）：

# curl -I  nginx.redirect.com
HTTP/1.1 301 Moved Permanently
...
Location: https://www.baidu.com

(四) Ingress Nginx前后端分离Rewrite

创建一个应用模拟后端服务：

# kubectl create deploy backend-api --image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/nginx:backend-api -n study-ingress
deployment.apps/backend-api created

创建Service暴露该应用

# kubectl expose deploy backend-api --port 80 -n study-ingress

查看该Service的地址，并且通过/api-a访问测试：

# kubectl get svc -n study-ingress
NAME          TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
backend-api   ClusterIP   192.168.60.190   <none>        80/TCP    5s
nginx         ClusterIP   192.168.170.24   <none>        80/TCP    3h27m
# curl 192.168.60.190/api-a
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx/1.15.12</center>
</body>
</html>

直接访问根路径是可以的：

# curl 192.168.60.190
<h1> backend for ingress rewrite </h1>
<h2> **Path: /api-a** </h2>

通过Ingress Nginx的Rewrite功能，将/api-a重写为“/”，配置示例如下：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2
  name: backend-api
  namespace: study-ingress
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: nginx.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: backend-api
            port:
              number: 80
        path: /api-a(/|$)(.*)
        pathType: ImplementationSpecific

再次访问nginx.test.com/api-a即可访问到后端服务：

(五) Ingress Nginx错误代码重定向

1.通过Helm进行更改

修改values.yaml如下图所示位置：

更新ConfigMap：

  config: 
    apiVersion: v1
    client_max_body_size: 20m
    custom-http-errors: "404,415,503"

更新Release：

# helm upgrade ingress-nginx -n ingress-nginx .

更新后Pod会自动重启，并且会创建一个defaultbackend：

# kubectl get po -n ingress-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ingress-nginx-controller-pdjvh 1/1 Running 0 95s
ingress-nginx-defaultbackend-79d64fb85f-kxlnc 1/1 Running 0         109s

更新完成以后访问一个不存在的页面，比如之前定义的nginx.test.com。访问一个不存在的页面123，就会跳转到Error Server中的页面：

# curl nginx.test.com/123
default backend - 404

使用浏览器访问，会出现如下图所示的页面：

(六) Ingress Nginx SSL

生产环境对外的服务，一般需要配置https协议，使用Ingress也可以非常方便的添加https的证书。
由于我们是学习环境，并没有权威证书，所以需要使用OpenSSL生成一个测试证书。如果是生产环境，证书为在第三方公司购买的证书，无需自行生成：

# openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=nginx.test.com"
Generating a 2048 bit RSA private key
.....+++
............................+++
writing new private key to 'tls.key'
-----
# kubectl create secret tls ca-secret --cert=tls.crt --key=tls.key  -n study-ingress
secret/ca-secret created

配置Ingress添加TLS配置：

# vim ingress-ssl.yaml 
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  creationTimestamp: null
  name: nginx-ingress
  namespace: study-ingress
  # annotations:
    # kubernetes.io/ingress.class: nginx
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: nginx.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific
  tls:
  - hosts:
    - nginx.test.com
    secretName: ca-secret

可以看到Ingress添加TLS配置也非常简单，只需要在spec下添加一个tls字段即可：

hosts：证书所授权的域名列表
secretName：证书的Secret名字
ingressClassName: ingress class的名字，1.22+需要配置

接下来更新该Ingress即可：

# kubectl apply -f ingress-ssl.yaml
ingress.networking.k8s.io/nginx-ingress configured

使用curl进行测试，域名已经被重定向到https：

# curl http://nginx.test.com -I
HTTP/1.1 308 Permanent Redirect
...
Location: https://nginx.test.com

使用浏览器访问，会自动跳转到https，如下图所示：

(七) Ingress Nginx匹配请求头

首先部署移动端应用：

# kubectl create deploy phone --image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/nginx:phone -n study-ingress
# kubectl expose deploy phone --port 80 -n study-ingress

Ingress实例也可以通过kubectl create进行创建，只需要一条命令即可：

# kubectl create ingress phone --rule=m.test.com/*=phone:80 -n study-ingress

部署电脑端应用：

# kubectl create deploy laptop --image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/nginx:laptop -n study-ingress
deployment.apps/laptop created
# kubectl expose deploy laptop --port 80 -n study-ingress
service/laptop exposed
# kubectl get po -n study-ingress -l app=laptop
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
laptop-664b565969-hpxlh   1/1     Running   0          3m22s

之后创建电脑端的Ingress，注意Ingress annotations的 nginx.ingress.kubernetes.io/server-snippet配置。Snippet配置是专门用于一些复杂的Nginx配置，和Nginx配置通用。匹配移动端实例如下：

# vim laptop-ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
    nginx.ingress.kubernetes.io/server-snippet: |
      set $agentflag 0;
              if ($http_user_agent ~* "(Android|iPhone|Windows Phone|UC|Kindle)" ){
                set $agentflag 1;
              }
              if ( $agentflag = 1 ) {
                return 301 http://m.test.com;
              }
  name: laptop
  namespace: study-ingress
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: laptop
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

首先通过浏览器访问test.com，可以看到页面是Laptop：

接下来使用浏览器的开发者工具将终端类型改为iPhone，或者直接用iPhone手机访问（线上业务一般配置的都有DNS，可以直接解析域名，测试环境可能需要自己单独配置），如下图所示：

刷新页面会自动跳转至m.test.com，如下图所示：

(八) Ingress Nginx基本认证

有些网站可能需要通过密码来访问，对于这类网站可以使用Nginx的basic-auth设置密码访问，具体方法如下，由于需要使用htpasswd工具，所以需要安装httpd：

# yum install httpd -y

使用htpasswd创建foo用户的密码：

# htpasswd -c auth foo
New password: 
Re-type new password: 
Adding password for user foo
# cat auth 
foo:$apr1$okma2fx9$hdTJ.KFmi4pY9T6a2MjeS1

基于之前创建的密码文件创建Secret：

# kubectl create secret generic basic-auth --from-file=auth -n study-ingress
secret/basic-auth created

创建包含密码认证的Ingress：

# vim ingress-with-auth.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
# kubernetes.io/ingress.class: nginx
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: Please Input Your Username and Password
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic
  name: ingress-with-auth
  namespace: study-ingress
spec:
ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: auth.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type：认证类型，可以是basic和digest
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret：密码文件的Secret名称
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm：需要密码认证的消息提醒

创建该Ingress，并访问测试：

输入密码后即可进入到页面，在此不再演示。

(九) Ingress Nginx黑/白名单

1.黑名单

配置黑名单禁止某一个或某一段IP，需要在Nginx Ingress的ConfigMap中配置，比如将192.168.10.130（多个配置逗号分隔）添加至黑名单：

# vim values.yaml
config:
 block-cidrs: 192.168.10.130

滚动更新Nginx Ingress：

# helm upgrade ingress-nginx -n ingress-nginx .

使用192.168.10.130主机再次访问，发现该IP已经被禁止：

# curl auth.test.com -I
HTTP/1.1 403 Forbidden
...
Connection: keep-alive

2.白名单

白名单表示只允许某个IP可以访问，直接在yaml文件中配置即可（也可以通过ConfigMap配置），比如只允许192.168.10.128访问，只需要添加一个nginx.ingress.kubernetes.io/whitelist-source-range 注释即可：

# vim auth-whitelist.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    # kubernetes.io/ingress.class: nginx # K8s >= 1.22+ 使用ingressClassName替代
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: Please Input Your Username and Password
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic
    nginx.ingress.kubernetes.io/whitelist-source-range: 192.168.10.128
  name: ingress-with-auth
  namespace: study-ingress
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: auth.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

更新该Ingress：

# kubectl apply -f test-auth.yaml
ingress.networking.k8s.io/ingress-with-auth configured

此时192.168.10.128主机是可以访问的：

# curl auth.test.com -I
HTTP/1.1 401 Unauthorized

其它IP访问被禁止：

# curl auth.test.com -I
HTTP/1.1 403 Forbidden

(十) Ingress Nginx速率限制

有时候可能需要限制速率以降低后端压力，或者限制单个IP每秒的访问速率防止攻击。此时可以使用Nginx的rate limit进行配置。

首先没有加速率限制，使用ab进行访问，Failed为0：

# ab -c 10 -n 100 http://auth.test.com/ | grep requests
Complete requests: 100
Failed requests: 0

添加速率限制，限制只能有一个连接，只需要添加nginx.ingress.kubernetes.io/limit-connections为1即可：

# vim auth-rate-limit.yaml 
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: Please Input Your Username and Password
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth
    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic
    nginx.ingress.kubernetes.io/limit-connections: "1"
  name: ingress-with-auth
  namespace: study-ingress
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >= 1.22+
  rules:
  - host: auth.test.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

再次使用ab测试，Failed为67：

[root@k8s-master01 5.10]# ab -c 10 -n 100 http://auth.test.com/ | grep requests:
Complete requests: 100
Failed requests: 67

还有很多其它方面的限制，常用的配置如下：

#限制每秒的连接，单个IP：
nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps
#限制每分钟的连接，单个IP：
nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rpm
#限制客户端每秒传输的字节数，单位为K，需要开启proxy-buffering：
nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rate
# 速率限制白名单
nginx.ingress.kubernetes.io/limit-whitelist

(十一) 使用Nginx实现灰度/金丝雀发布

1.创建v1版本

首先创建模拟Production（生产）环境的Namespace和服务：

# kubectl create ns production
namespace/production created
# kubectl create deploy canary-v1 --image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/canary:v1 -n production
# kubectl expose deploy canary-v1 --port 8080 -n production
# kubectl create ingress canary-v1 --rule=canary.com/*=canary-v1:8080 -n production

使用浏览器访问该服务，可以看到Canary v1的页面：

2.创建v2版本

接下来创建v2版本，充当灰度环境：

# kubectl create ns canary
namespace/canary created

创建v2版本的应用和Service：

# kubectl create deploy canary-v2 --image=registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/canary:v2 -n canary
# kubectl expose deploy canary-v2 --port 8080 -n canary

待程序启动完成后，通过Service访问该服务，会返回Canary v2：

# kubectl get svc -n canary
NAME        TYPE        CLUSTER-IP        EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
canary-v2   ClusterIP   192.168.181.120   <none>        8080/TCP   89s
# curl 192.168.181.120:8080
<h1>Canary v2</h1>

接下来通过Ingress控制流量。

3.Canary版本切入部分流量

创建v2版本的Ingress时，需要添加两个注释，一个是nginx.ingress.kubernetes.io/canary，表明是灰度环境，nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight表明切多少流量到该环境，本示例为10%：

# vim canary-v2.yaml 
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10"
  name: canary-v2
  namespace: canary
spec:
  ingressClassName: nginx # for k8s >=1.22+
  rules:
  - host: canary.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: canary-v2
            port:
              number: 8080
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

此时通过nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "10"设置的权重是10，即v1:v2为9:1。

4.测试灰度发布

接下来使用Ruby脚本进行测试，此脚本会输出v1和v2的访问次数比值：

# vim  test-canary.rb 
counts = Hash.new(0)

100.times do
  output = `curl -s canary.com | grep 'Canary' | awk '{print $2}' | awk -F"<" '{print $1}'`
  counts[output.strip.split.last] += 1
end

puts counts

安装ruby并测试

# yum install ruby -y
# ruby test-canary.rb 
{"v1"=>90, "v2"=>10}
# ruby test-canary.rb 
{"v1"=>92, "v2"=>8}
# ruby test-canary.rb  
{"v1"=>91, "v2"=>9}

(十二) 环境清理

测试无误后，可以清理之前的学习数据：

# kubectl delete deploy,svc,ingress -n production --all
deployment.apps "canary-v1" deleted
service "canary-v1" deleted
ingress.networking.k8s.io "canary-v1" deleted
# kubectl delete deploy,svc,ingress -n canary --all
deployment.apps "canary-v2" deleted
service "canary-v2" deleted
ingress.networking.k8s.io "canary-v2" deleted
# kubectl delete deploy,svc,ingress -n study-ingress --all
deployment.apps "err-page" deleted
deployment.apps "laptop" deleted
deployment.apps "nginx" deleted
deployment.apps "phone" deleted
service "err-page" deleted
service "laptop" deleted
service "nginx" deleted
service "phone" deleted
ingress.networking.k8s.io "ingress-with-auth" deleted
ingress.networking.k8s.io "laptop" deleted
ingress.networking.k8s.io "nginx-ingress" deleted
ingress.networking.k8s.io "phone" deleted
# kubectl delete ns study-ingress production canary
namespace "study-ingress" deleted
namespace "production" deleted
namespace "canary" deleted

十九服务发布Ingress

(一) Ingress Nginx Controller安装

(二) Ingress Nginx入门使用

(三) Ingress Nginx域名重定向Redirect

(四) Ingress Nginx前后端分离Rewrite

(五) Ingress Nginx错误代码重定向

1.通过Helm进行更改

(六) Ingress Nginx SSL

(七) Ingress Nginx匹配请求头

(八) Ingress Nginx基本认证

(九) Ingress Nginx黑/白名单

1.黑名单

2.白名单

(十) Ingress Nginx速率限制

(十一) 使用Nginx实现灰度/金丝雀发布

1.创建v1版本

2.创建v2版本

3.Canary版本切入部分流量

4.测试灰度发布

(十二) 环境清理

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(一) Ingress Nginx Controller安装

(二) Ingress Nginx入门使用

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(四) Ingress Nginx前后端分离Rewrite

(五) Ingress Nginx错误代码重定向

1.通过Helm进行更改

(六) Ingress Nginx SSL

(七) Ingress Nginx匹配请求头

(八) Ingress Nginx基本认证

(九) Ingress Nginx黑/白名单

1.黑名单

2.白名单

(十) Ingress Nginx速率限制

(十一) 使用Nginx实现灰度/金丝雀发布

1.创建v1版本

2.创建v2版本

3.Canary版本切入部分流量

4.测试灰度发布

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