【k8s学习】Kubernetes Ingress介绍

【本文内容】

• 什么是Ingress
• Ingress的yaml配置
• Ingress的use case（什么情况下需要用到Ingress）
• Ingress Controller的介绍
• Demo - 通过Ingress暴露kubernetes dashboard
• tls相关（https）

【前置文章】

• 【k8s学习】Kubernetes学习——核心组件和架构
• 【k8s学习】minikube、kubectl、yaml配置文件的介绍
• 【k8s学习】在minikube上布署MongoDB和MongoExpress
• 【k8s学习】kubernetes namespace介绍

1. External Service vs. Ingress

External Service

假设我们的Kubernetes集群中有my-app pod，以及my-app external service，意味着我们可以从外部以NodeIP + Port的形式访问my-app项目，如http://124.89.11.11:35010 --> 这就是external service能达到的效果。这时候my-app service的yaml中的配置，则需要配成：spec.type = LoadBalancer，并且需要配置spec.ports.nodePord = 35010，表明需要对集群外暴露这个Service，以下是定义external service的示例：

image.png

Ingress

官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/ingress/

但如果我们想要用https://my-app.com来访问my-app项目，那么就需要用到Ingress组件了。即会先创建一个my-app ingress --> 然后转发到my-app internal service --> 再转发到my-app pod，可以看到有了Ingress组件后，Service组件不再需要external了（即上述的type可以删掉，不填默认是ClusterIP，即internal service了，不对外暴露，nodePort也可以删除）。

2. Ingress yaml配置文件

简单的Ingress yaml示例：

注，这里的apiVersion有更新，之前的版本是apiVersion: extensions/v1beta1，最新的版本是下述的v1，两者的语法有些许差别，比如v1beta1中是serviceName，servicePort，而在v1（下述）中则是service.name和service.port.number

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: myapp-ingress
spec:
  rules:
  - host: dashboard.info.abc
    http:
      paths:
        - path: "/"
          pathType: Prefix
          backend:
            service:
              name: myapp-internal-service
              port:
                number: 8080

• apiVersion和kind，前两行是声明，其中kind表示当前需要创建的是Ingress资源。
• spec中的rules：表示Routing rules，路由规则。表示这个从host来的请求，需要被转发到serviceName中，即request from myapp.com --> 转发到myapp-internal-service。
• 其中的paths表示可以按url的后缀进行匹配，下文有具体的例子解释。
• 【和internal service的对应】，Ingress中的serviceName对应的是service yaml中的metadata.name，Ingress中的servicePort对应的是service yaml中的spec.ports.port。

3. Ingress Controller

官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/ingress-controllers/

3.1 Ingress Controller介绍

除了安装Ingress组件之外，我们还需要一个Ingress的实现（Implementation），这个实现就是Ingress Controller，Ingress Controller也是运行在Pod中的，即我们可以创建一个Pod，叫Ingress Controller Pod。

Ingress Controller是干什么的？它是用来解析上述Ingress yaml中的rules规则的，即需要怎样的跳转。（如一级域名，二级域名等等，诸如此类的跳转规则的实现）。

目前有很多第三方的实现，如：

• Kubernetes Nginx Ingress Controller，github: https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/blob/main/README.md#readme
• Kubernetes AWS Load Balancer Controller， github: https://github.com/kubernetes-sigs/aws-load-balancer-controller#readme
• 等等

3.2 现实中的Ingress Controller架构

如果用的是一些云服务器，例如aws, google提供的Kubernetes，那么请求会先到达这些云服务商的负载均衡器上，即Cloud Load Balancer --> 再跳转到我们在Kubernetes集群内定义的Ingress Controller Pod上 --> 然后再是my-app ingress --> my-app internal service --> my-app pod。

相当于云服务商会帮我们做掉负载均衡的部分。

如果我们的Kubernetes集群运行在自己的服务器上（没有依赖aws这些云服务商提供服务），那么在Ingress Controller之前，可能需要一台Proxy Server，用来做转发（负载均衡）。

3.3 在Minikube上安装Ingress Controller

在minikube上可以通过以下命令，minikube会自动帮我们安装Kubernetes Nginx Ingress Controller，安装的时候可能需要一些时间：

�minikube addons enable ingress

我minikube启动的时候vm-driver用的是hyperkit，然后遇到如下问题： image.png

于是我换成docker作为vm-driver，先用命令minikube delete --all删除下minikube，然后再run：minikube start --vm-driver=docker。
再安装ingress，就没有问题了：

image.png

通过查看namespace=kube-system下的pod，可以看到名为nginx-ingress-controller的相关的已经running了：

kubectl get all -n ingress-nginx

image.png

3.4 示例：给kubernetes-dashboard配置Ingress

在minikube上安装好基于Kubernetes Nginx的Ingress Controller后，我们试着给kubenetes-dashboard配置Ingress，以便以hostName的方式暴露给集群外部使用。
首先运行minikube dashboard：

minikube dashboard

image.png

首先查看kubernetes dashboard的所有配置（在namespace为kubernetes-dashboard下）：

kubectl get all -n kubernetes-dashboard

image.png

编写Ingress yaml文件：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: dashboard-ingress
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  rules:
  - host: dashboard.com
    http:
      paths:
        - path: "/"
          pathType: Prefix
          backend:
            service:
              name: kubernetes-dashboard
              port:
                number: 80

kubectl apply -f dashboard-ingress.yaml

创建好之后，查看Ingress列表，需要加上-n（即namespace的意思），否则只会在namespace=default下查询： image.png

进入host文件（我的是MacOS系统，如果是Windows，自行查阅）：

sudo vim /etc/hosts

在host文件的最后加上跳转的mapping：

image.png

这要在浏览器中访问dashboard.com的时候会访问到我们的kubernetes dashboard。

3.5 default-http-backend

kubectl describe ingress dashboard-ingress -n kubernetes-dashboard

可能会遇到以下信息：
Default backend: default-http-backend:80 (<error: endpoints "default-http-backend" not found>)

这个表示我们没有default http来处理不正确的url，即如果我们在url中输入dashboard.com/abc，会跳404，但如果我们配置了一个Service，名字就叫default-http-backend，那么所有404的跳转，就会跳到这个Service上了。

4. Ingress同一个域名下多个路径

4.1 配置多个path

比如myapp.com网站，除了首页之前，我们可能会有很多Service（即myapp.com项目并不只是一个Web项目，而是拆分成很多的微服务，那么可能会部署不同的Pod以及Mapping在不同的Service上），比如/analytics，/shopping，

我们可以通过在同一个Ingress配置多个path来达到这样的效果：

spec:
  rules:
    - host: myapp.com
      http:
        paths:
          - path: /analytics
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: analytics-service
                port:
                  number: 3000
          - path: /shopping
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: shopping-service
                port:
                  number: 3001

4.2 配置多个host

另外一种case是有些大公司不止一个域名，除了myapp.com这个主域名外，还会有二级域名，如analytics.myapp.com，shopping.myapp.com等等，针对这种情况，需要配置多个host：

spec:
  rules:
    - host: analytics.myapp.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: analytics-service
                port:
                  number: 3000
    - host: shopping.myapp.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: shopping-service
                port:
                  number: 3001

5. 配置TLS认证—http://

官网：https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress/#tls

需要要Ingress yaml配置文件中的spec加tls配置，指向Secret中的metadata.name（所以还需要再配置一个Secret yaml文件）。

spec:
  tls:
  - hosts:
      - my-app.com
    secretName: myapp-secret-tls

Secret yaml配置文件，当需要创建tls的Secret，需要指定的type为kubernetes.io/tls：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: myapp-secret-tls
  namespace: default
data:
  tls.crt: base64 encoded cert
  tls.key: base64 encoded key
type: kubernetes.io/tls

需要注意的是Secret中的namespace需要和Ingress中的一致，否则Ingress无法mapping这个信息。

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参考：

• https://www.youtube.com/watch?v=X48VuDVv0do
• https://kubernetes.io/docs/tasks/access-application-cluster/ingress-minikube/
• https://stackoverflow.com/questions/70237546/minikube-dashboard-ingress
• https://medium.com/google-cloud/kubernetes-nodeport-vs-loadbalancer-vs-ingress-when-should-i-use-what-922f010849e0