k8s ingress是什么

K8s Ingress 是 Kubernetes 集群中用于暴露 HTTP 和 HTTPS 路由的 API 对象。 它提供了外部访问服务的功能，通常通过负载均衡器。Ingress 可以提供负载均衡、SSL/TLS 终止、基于主机名和路径的路由等高级功能。负载均衡 是其中一个关键功能，它能够根据流量分发规则，将流量分发到不同的服务，这样可以提高系统的可靠性和可扩展性。例如，在高访问量的场景下，通过负载均衡可以确保系统各个节点的资源得到充分利用，避免单点故障带来的风险。接下来，我们将深入探讨 K8s Ingress 的不同方面。

一、K8s Ingress 的基本概念

Ingress 是 Kubernetes 提供的一种资源，用于定义从集群外部到内部服务的访问规则。传统上，服务通过 NodePort 或 LoadBalancer 类型暴露，但 Ingress 通过其灵活的路由规则提供了更高级的控制。Ingress 主要包括以下几个部分：

Ingress Controller：这是一个负责实现 Ingress 资源定义的组件。常见的 Ingress Controllers 包括 NGINX、HAProxy 和 Traefik。每种 Controller 都有其独特的功能和配置方式。
Ingress Resource：这是一个定义了如何路由流量的 Kubernetes 资源。它包含了规则、路径和目标服务等信息。

二、Ingress Controller 的类型和选择

在 Kubernetes 中，有多种 Ingress Controller 可供选择，不同的 Controller 适合不同的场景。以下是一些常见的 Ingress Controllers：

NGINX Ingress Controller：这是最流行的 Ingress Controller，广泛应用于生产环境。NGINX 提供了丰富的功能，如反向代理、负载均衡、SSL/TLS 终止等。
Traefik Ingress Controller：这是一个现代的反向代理和负载均衡器，支持动态配置和自动发现服务，非常适合微服务架构。
HAProxy Ingress Controller：这是一个性能高效的负载均衡器，适用于需要高可用性和高性能的场景。

选择合适的 Ingress Controller 需要根据具体的需求和应用场景来决定。例如，如果你需要高度可定制的负载均衡和反向代理功能，NGINX 可能是一个不错的选择；如果你更注重动态配置和自动发现，Traefik 可能更适合。

三、Ingress 资源的定义和配置

定义和配置 Ingress 资源需要编写 YAML 文件，其中包含了路由规则和目标服务的详细信息。一个简单的 Ingress 资源定义可能如下：

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

metadata：包含 Ingress 资源的名称和其他元数据。
spec：定义了具体的路由规则和目标服务。
rules：包含一个或多个路由规则，每个规则可以根据主机名和路径进行匹配。
backend：指定目标服务的名称和端口。

四、负载均衡和流量管理

负载均衡是 Ingress 的核心功能之一，通过将流量分发到不同的服务实例，可以提高系统的可靠性和可扩展性。负载均衡策略包括：

轮询（Round Robin）：将请求依次分发给不同的服务实例。
最少连接（Least Connections）：将请求分发给当前连接数最少的服务实例。
IP 哈希（IP Hash）：根据客户端 IP 计算哈希值，将请求分发给固定的服务实例。

这些策略可以根据具体需求进行配置，以优化流量分发和资源利用。

五、SSL/TLS 终止和安全配置

为了确保数据传输的安全性，Ingress 支持 SSL/TLS 终止功能。SSL/TLS 终止的配置步骤包括：

创建证书和密钥：首先需要生成 SSL/TLS 证书和私钥，并将其存储在 Kubernetes Secret 中。
配置 Ingress 资源：在 Ingress 资源中引用上述 Secret，并启用 SSL/TLS 终止功能。
更新 Ingress Controller 配置：确保 Ingress Controller 支持 SSL/TLS 终止，并加载相应的证书和密钥。

例如，以下是一个启用了 SSL/TLS 终止的 Ingress 资源定义：

apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: Ingress metadata: name: secure-ingress spec: tls: - hosts: - secure.example.com secretName: tls-secret rules: - host: secure.example.com http: paths: - path: / pathType: Prefix backend: service: name: secure-service port: number: 443

六、基于主机名和路径的路由

Ingress 允许根据主机名和路径将流量路由到不同的服务，这使得在同一个集群中可以托管多个域名和应用。路由规则的配置方法包括：

基于主机名的路由：可以在 Ingress 资源中定义多个 host，每个 host 对应一个不同的域名。
基于路径的路由：可以在同一个 host 下定义多个路径，每个路径对应一个不同的服务。

例如，以下是一个同时包含基于主机名和路径路由的 Ingress 资源定义：

apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: Ingress metadata: name: complex-ingress spec: rules: - host: app1.example.com http: paths: - path: /app1 pathType: Prefix backend: service: name: app1-service port: number: 80 - host: app2.example.com http: paths: - path: /app2 pathType: Prefix backend: service: name: app2-service port: number: 80

七、Ingress 与 Service 的关系

Ingress 资源和 Service 资源在 Kubernetes 中密切相关。Service 负责将内部流量分发到 Pod，而 Ingress 则负责将外部流量路由到 Service。 在定义 Ingress 资源时，通常需要指定目标 Service 的名称和端口，这样 Ingress Controller 才能正确地将流量路由到相应的服务。

八、常见问题和解决方案

在配置和使用 Ingress 时，可能会遇到一些常见问题。以下是一些常见问题及其解决方案：

404 错误：通常是由于路由规则未正确配置或目标服务不可用。检查 Ingress 资源定义和目标服务状态。
SSL/TLS 终止失败：可能是由于证书和密钥未正确配置或 Ingress Controller 未正确加载证书。检查 Secret 配置和 Ingress Controller 日志。
负载均衡不均匀：可能是由于负载均衡策略配置不当或服务实例状态异常。调整负载均衡策略或检查服务实例状态。

九、实践案例分析

在实际应用中，Ingress 可以用于多种场景，例如多租户环境、微服务架构等。以下是一个实际案例分析：

某公司使用 Kubernetes 部署了多个微服务应用，每个应用都有不同的域名和访问路径。通过配置 Ingress 资源，可以实现根据不同的域名和路径将流量路由到相应的服务。例如，公司有两个应用，分别是 app1 和 app2，它们的域名分别是 app1.company.com 和 app2.company.com。通过以下 Ingress 资源定义，可以实现流量路由：

apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: Ingress metadata: name: multi-app-ingress spec: rules: - host: app1.company.com http: paths: - path: / pathType: Prefix backend: service: name: app1-service port: number: 80 - host: app2.company.com http: paths: - path: / pathType: Prefix backend: service: name: app2-service port: number: 80

通过这种方式，公司可以在同一个 Kubernetes 集群中托管多个应用，并根据域名和路径将流量路由到不同的服务。