当创建一个ingress后,kubernetes会发什么?

原创
01/05 09:39
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本文分享自华为云社区《当创建一个ingress后,kubernetes会发什么?》,作者:可以交个朋友。

一、Ingress概述

Ingress是一组路由转发规则合集,将集群内部服务通过7层协议暴露给用户,是一种k8s默认的资源。Ingress资源对象用于定义来自外网的HTTP和HTTPS规则,流量路由由Ingress资源上定义的规则控制。从而达到管理控制进入集群内部流量的目的。

二、Ingress 相关定义

Ingress资源:Ingress是一个API对象,一般通过yaml进行配置,其作用是定义请求如何转发到service的规则,可以理解为配置模板。

Ingress-controller组件:入口控制器(ingress-controller)管理L4层和L7层请求的南北向流量,也就是指从集群外部进入或离开集群的流量。是具体实现反向代理及负载均衡的程序,对Ingress定义的规则进行解析,根据配置的规则来实现请求转发。

三、Ingress Controller 百花齐放

目前Ingress暴露集群内服务的行内被公认为是最好的方式,由于其重要地位,世面上有非常多的Ingress Controller,常见的有:

  • Kubernetes Ingress Nginx

    Kubernetes Ingress的官方推荐的Ingress控制器,它基于nginx Web服务器,并补充了一组用于实现额外功能的Lua插件。由于Nginx的普及使用,在将应用迁移到K8S后,该Ingress控制器是最容易上手的控制器,而且学习成本相对较低,建议使用。不过当配置文件太多的时候,Reload会很慢。

  • Nginx Ingress

    Nginx Ingress是NGINX开发的官方版本,它基于NGINX Plus商业版本,NGINX控制器具有很高的稳定性,持续的向后兼容性,没有任何第三方模块,并且由于消除了Lua代码而保证了较高的速度(与官方控制器相比)。它支持TCP/UDP的流量转发,付费版有很广泛的附加功能,主要缺点就是缺失了鉴权方式、流量调度等其他功能。

  • Kong Ingress

    Kong Ingress建立在NGINX之上,并增加了扩展其功能的Lua模块。kong之前是专注于API网关,现在已经成为了成熟的Ingress控制器,相较于官方控制器,在路由匹配规则、upstream探针、鉴权上做了提升,并且支持大量的模块插件,便与配置。它提供了一些 API、服务的定义,可以抽象成 Kubernetes 的 CRD,通过Kubernetes Ingress 配置便可完成同步状态至 Kong 集群。

  • Traefik Ingress

    traefik Ingress是一个功能很全面的Ingress,官方称其为:Traefik is an Edge Router that makes publishing your services a fun and easy experience。它具有许多有用的功能:连续更新配置(不重新启动),支持多种负载平衡算法,Web UI,指标导出,支持各种协议,REST API,Canary版本等。开箱即用的“Let'sEncrypt”支持是另一个不错的功能。而且在2.0版本已经支持了TCP / SSL,金丝雀部署和流量镜像/阴影等功能,社区非常活跃。

  • HAProxy Ingress

    HAProxy作为王牌的负载均衡器,在众多控制器中最大的优势还在负载均衡上。它提供了“软”配置更新(无流量丢失),基于DNS的服务发现,通过API的动态配置。HAProxy还支持完全自定义配置文件模板(通过替换ConfigMap)以及在其中使用Spring Boot函数。

  • APISIX Ingress

    ApiSix Ingress是一个新兴的Ingress Controller,它主要对标Kong Ingress。它具有非常强大的路由能力、灵活的插件拓展能力,在性能上表现也非常优秀。同时,它的缺点也非常明显,尽管APISIX开源后有非常多的功能,但是缺少落地案例,没有相关的文档指引大家如何使用这些功能。

四、ingress nginx 原理解析

nginx-ingress 模块在运行时主要包括三个主体:NginxController、Store、SyncQueue。

Store 主要负责从 kubernetes APIServer 收集运行时信息,感知各类资源(如 ingress、service等)的变化,并及时将更新事件消息(event)写入一个环形管道;

NginxController 作为中间的联系者,监听 updateChannel,一旦收到配置更新事件,就向同步队列 syncQueue 里写入一个更新请求。

SyncQueue :

  1. 协程定期扫描 syncQueue 队列,发现有任务就执行更新操作
  2. 借助 Store 完成最新运行数据的拉取(一般为新写入信息)

然后根据一定的规则产生新的 nginx 配置,(有些更新必须 reload,就本地写入新配置,执行 reload),然后执行动态更新操作,即构造 POST 数据,向本地 Nginx Lua 服务模块发送 post 请求,实现配置更新;

Lua 是一种轻量小巧的脚本语言,用标准C语言编写并以源代码形式开放,其设计目的是为了嵌入应用程序中,从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。ingress nginx controller 嵌入多个lua脚本。下面对整个lua脚本处理过程做个简单梳理。

  • init_by_lua*:初始化 nginx 和预加载 lua(nginx 启动和 reload 时执行);

  • init_worker_by_lua*:每个工作进程(worker_processes)被创建时执行,用于启动一些定时任务,

    比如心跳检查,后端服务的健康检查,定时拉取服务器配置等;

  • ssl_certificate_by_lua*:对 https 请求的处理,即将启动下游 SSL(https)连接的 SSL 握手时执行,用例:按照每个请求设置 SSL 证书链和相应的私钥,按照 SSL 协议有选择的拒绝请求等;

  • set_by_lua*:设置 nginx 变量;

  • rewrite_by_lua*:重写请求(从原生 nginx 的 rewrite 阶段进入),执行内部 URL 重写或者外部重定向,典型的如伪静态化的 URL 重写;

  • access_by_lua*:处理请求(和 rewrite_by_lua 可以实现相同的功能,从原生 nginx 的 access阶段进入);

  • content_by_lua*:执行业务逻辑并产生响应,类似于 jsp 中的 servlet;

  • balancer_by_lua*:负载均衡;

  • header_filter_by_lua*:处理响应头;

  • body_filter_by_lua*:处理响应体;

  • log_by_lua*:记录访问日志

 

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