五分鐘k8s實戰-使用Ingress

發表於2023-09-22
K8S

背景

前兩章中我們將應用部署到了 k8s 中，同時不同的服務之間也可以透過 service 進行呼叫，現在還有一個步驟就是將我們的應用暴露到公網，並提供域名的訪問。

這一步類似於我們以前配置 Nginx 和繫結域名，提供這個能力的服務在 k8s 中成為 Ingress。

透過這個描述其實也能看出 Ingress 是偏運維的工作，但也不妨礙我們作為研發去了解這部分的內容；瞭解整個系統是如何運轉的也是研發應該掌握的技能。

安裝 Ingress 控制器

在正式使用 Ingress 之前需要給 k8s 安裝一個 Ingress 控制器，我們這裡安裝官方提供的 Ingress-nginx 控制器。

當然還有社群或者企業提供的各種控制器：
image.png

有兩種安裝方式: helm 或者是直接 apply 一個資原始檔。

關於 helm 我們會在後面的章節單獨講解。

這裡就直接使用資原始檔安裝即可，我已經上傳到 GitHub 可以在這裡訪問：
https://github.com/crossoverJie/k8s-combat/blob/main/deployment/ingress-nginx.yaml

其實這個檔案也是直接從官方提供的複製過來的，也可以直接使用這個路徑進行安裝：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.2/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
yaml 檔案的內容是一樣的。

不過要注意安裝之後可能容器狀態一直處於 Pending 狀態，檢視容器的事件時會發現映象拉取失敗。

k describe pod ingress-nginx-controller-7cdfb9988c-lbcst -n ingress-nginx
describe 是一個用於檢視 k8s 物件詳細資訊的命令。

在剛才那份 yaml 檔案中可以看到有幾個映象需要拉取，我們可以先在本地手動拉取映象：
image.png

docker pull registry.k8s.io/ingress-nginx/controller:v1.8.2

如果依然無法拉取，可以嘗試配置幾個國內映象源映象拉取：

image.png

我這裡使用的 docker-desktop 自帶的 k8s，推薦讀者朋友也使用這個工具。

建立 Ingress

使用剛才的 yaml 安裝成功之後會在 ingress-nginx 名稱空間下建立一個 Pod，透過 get 命令檢視狀態為 Running 即為安裝成功。

$ k get pod -n ingress-nginx
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS      AGE
ingress-nginx-controller-7cdf   1/1     Running   2 (35h ago)   3d
Namespace 也是 k8s 內建的一個物件，可以簡單理解為對資源進行分組管理，我們通常可以使用它來區分各個不同的環境，比如 dev/test/prod 等，不同名稱空間下的資源不會互相干擾，且相互獨立。

之後便可以建立 Ingress 資源了：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
kind: Ingress  
metadata:  
  name: k8s-combat-ingress  
spec:  
  ingressClassName: nginx  
  rules:  
    - host: www.service1.io  
      http:  
        paths:  
          - backend:  
              service:  
                name: k8s-combat-service  
                port:  
                  number: 8081  
            path: /  
            pathType: Prefix  
    - host: www.service2.io  
      http:  
        paths:  
          - backend:  
              service:  
                name: k8s-combat-service-2  
                port:  
                  number: 8081  
            path: /  
            pathType: Prefix

看這個內容也很容易理解，建立了一個 Ingress 的物件，其中的重點就是這裡的規則是如何定義的。

在 k8s 中今後還會接觸到各種不同的 Kind

這裡的 ingressClassName: nginx 也是在剛開始安裝的控制器裡定義的名字，由這個資源定義。

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
kind: IngressClass  
metadata:  
  labels:  
    app.kubernetes.io/component: controller  
    app.kubernetes.io/instance: ingress-nginx  
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx  
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx  
    app.kubernetes.io/version: 1.8.2  
  name: nginx

我們們這個規則很簡單，就是將兩個不同的域名路由到兩個不同的 service。

這裡為了方便測試又建立了一個 k8s-combat-service-2 的 service，和 k8s-combat-service 是一樣的，只是改了個名字而已。

測試

也是為了方便測試，我在應用映象中新增了一個介面，用於返回當前 Pod 的 hostname。

http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {  
   name, _ := os.Hostname()  
   fmt.Fprint(w, name)  
})

由於我實際並沒有 www.service1.io/www.service2.io 這兩個域名，所以只能在本地配置 host 進行模擬。

10.0.0.37 www.service1.io
10.0.0.37 www.service2.io
我測試所使用的 k8s 部署在我家裡一臺限制的 Mac 上，所以這裡的 IP 它的地址。

當我們反覆請求兩次這個介面，會拿到兩個不同的 hostname，也就是將我們的請求輪訓負載到了這兩個 service 所代理的兩個 Pod 中。

❯ curl http://www.service1.io/
k8s-combat-service-79c5579587-b6nlj%
❯ curl http://www.service1.io/
k8s-combat-service-79c5579587-bk7nw%
❯ curl http://www.service2.io/
k8s-combat-service-2-7bbf56b4d9-dkj9b%
❯ curl http://www.service2.io/
k8s-combat-service-2-7bbf56b4d9-t5l4g

我們也可以直接使用 describe 檢視我們的 ingress 定義以及路由規則：
image.png

$ k describe ingress k8s-combat-ingress
Name:             k8s-combat-ingress
Labels:           <none>
Namespace:        default
Address:          localhost
Ingress Class:    nginx
Default backend:  <default>
Rules:
  Host             Path  Backends
  ----             ----  --------
  www.service1.io
                   /   k8s-combat-service:8081 (10.1.0.65:8081,10.1.0.67:8081)
  www.service2.io
                   /   k8s-combat-service-2:8081 (10.1.0.63:8081,10.1.0.64:8081)
Annotations:       <none>
Events:            <none>

如果我們手動新增一個域名解析：

10.0.0.37 www.service3.io
❯ curl http://www.service3.io/
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx</center>
</body>
</html>

會直接 404，這是因為沒有找到這個域名的規則。

訪問原理

image.png
整個的請求路徑如上圖所示，其實我們的 Ingress 本質上也是一個 service（所以它也可以啟動多個副本來進行負載），只是他的型別是 LoadBalancer，通常這種型別的 service 會由雲廠商繫結一個外部 IP，這樣就可以透過這個外部 IP 訪問 Ingress 了。

而我們應用的 service 是 ClusterIP，只能在應用內部訪問

image.png

透過 service 的資訊也可以看到，我們 ingress 的 service 繫結的外部 IP 是 localhost（本地的原因）

總結

Ingress 通常是充當閘道器的作用，後續我們在使用 Istio 時，也可以使用 Istio 所提供的控制器來替換掉 Ingress-nginx，可以更方便的管理內外網流量。

本文的所有原始碼在這裡可以訪問：
https://github.com/crossoverJie/k8s-combat

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