k8s 对外服务之 ingress|ingress的对外暴露方式|ingress http，https代理|ingress nginx的认证，nginx重写
- 一 Ingress 简介
- 二 Ingress 组成
- 三 ingress 暴露服务的方式
- 四 部署 nginx-ingress-controller
- 4.1 修改 ClusterRole 资源配置
- 4.2 DaemonSet+HostNetwork+nodeSelector
- 4.3 创建 ingress 规则
- 4.4 测试访问
- 4.5 查看 nginx-ingress-controller
- 五 Deployment+NodePort模式的Service
- Ingress HTTP 代理访问
- Ingress HTTP 代理访问虚拟主机
- Ingress HTTPS 代理访问
- Nginx 进行 BasicAuth
- nginx的重写
一 Ingress 简介
service的作用体现在两个方面，对集群内部，它不断跟踪pod的变化，更新endpoint中对应pod的对象，提供了ip不断变化的pod的服务发现机制；对集群外部，他类似负载均衡器，可以在集群内外部对pod进行访问。
在Kubernetes中，Pod的IP地址和service的ClusterIP仅可以在集群网络内部使用，对于集群外的应用是不可见的。为了使外部的应用能够访问集群内的服务，Kubernetes目前提供了以下几种方案：
●NodePort：将service暴露在节点网络上，NodePort背后就是Kube-Proxy，Kube-Proxy是沟通service网络、Pod网络和节点网络的桥梁。
测试环境使用还行，当有几十上百的服务在集群中运行时，NodePort的端口管理就是个灾难。因为每个端口只能是一种服务，端口范围只能是 30000-32767。
●LoadBalancer：通过设置LoadBalancer映射到云服务商提供的LoadBalancer地址。这种用法仅用于在公有云服务提供商的云平台上设置 Service 的场景。受限于云平台，且通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。
在service提交后，Kubernetes就会调用CloudProvider在公有云上为你创建一个负载均衡服务，并且把被代理的Pod的IP地址配置给负载均衡服务做后端。
●externalIPs：service允许为其分配外部IP，如果外部IP路由到集群中一个或多个Node上，Service会被暴露给这些externalIPs。通过外部IP进入到集群的流量，将会被路由到Service的Endpoint上。
●Ingress：只需一个或者少量的公网IP和LB，即可同时将多个HTTP服务暴露到外网，七层反向代理。
可以简单理解为service的service，它其实就是一组基于域名和URL路径，把用户的请求转发到一个或多个service的规则。
二 Ingress 组成
●ingress：
ingress是一个API对象，通过yaml文件来配置，ingress对象的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通过http或https暴露集群内部service，给service提供外部URL、负载均衡、SSL/TLS能力以及基于域名的反向代理。ingress要依靠 ingress-controller 来具体实现以上功能。
●ingress-controller：
ingress-controller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。
ingress-controller并不是k8s自带的组件，实际上ingress-controller只是一个统称，用户可以选择不同的ingress-controller实现，目前，由k8s维护的ingress-controller只有google云的GCE与ingress-nginx两个，其他还有很多第三方维护的ingress-controller，具体可以参考官方文档。但是不管哪一种ingress-controller，实现的机制都大同小异，只是在具体配置上有差异。
一般来说，ingress-controller的形式都是一个pod，里面跑着daemon程序和反向代理程序。daemon负责不断监控集群的变化，根据 ingress对象生成配置并应用新配置到反向代理，比如ingress-nginx就是动态生成nginx配置，动态更新upstream，并在需要的时候reload程序应用新配置。为了方便，后面的例子都以k8s官方维护的ingress-nginx为例。
Ingress-Nginx github 地址：https://github.com/kubernetes/ingress-nginx
Ingress-Nginx 官方网站：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/
总结：ingress-controller才是负责具体转发的组件，通过各种方式将它暴露在集群入口，外部对集群的请求流量会先到 ingress-controller， 而ingress对象是用来告诉ingress-controller该如何转发请求，比如哪些域名、哪些URL要转发到哪些service等等。
三 ingress 暴露服务的方式
●方式一：Deployment+LoadBalancer 模式的 Service
如果要把ingress部署在公有云，那用这种方式比较合适。用Deployment部署ingress-controller，创建一个 type为 LoadBalancer 的 service 关联这组 pod。大部分公有云，都会为 LoadBalancer 的 service 自动创建一个负载均衡器，通常还绑定了公网地址。 只要把域名解析指向该地址，就实现了集群服务的对外暴露
●方式二：DaemonSet+HostNetwork+nodeSelector
用DaemonSet结合nodeselector来部署ingress-controller到特定的node上，然后使用HostNetwork直接把该pod与宿主机node的网络打通，直接使用宿主机的80/433端口就能访问服务。这时，ingress-controller所在的node机器就很类似传统架构的边缘节点，比如机房入口的nginx服务器。该方式整个请求链路最简单，性能相对NodePort模式更好。缺点是由于直接利用宿主机节点的网络和端口，一个node只能部署一个ingress-controller pod。 比较适合大并发的生产环境使用。
●方式三：Deployment+NodePort模式的Service
同样用deployment模式部署ingress-controller，并创建对应的service，但是type为NodePort。这样，ingress就会暴露在集群节点ip的特定端口上。由于nodeport暴露的端口是随机端口，一般会在前面再搭建一套负载均衡器来转发请求。该方式一般用于宿主机是相对固定的环境ip地址不变的场景。
NodePort方式暴露ingress虽然简单方便，但是NodePort多了一层NAT，在请求量级很大时可能对性能会有一定影响。
四 部署 nginx-ingress-controller
1、部署ingress-controller pod及相关资源
mkdir /opt/ingress
cd /opt/ingress
官方下载地址：
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.25.0/deploy/static/mandatory.yaml
上面可能无法下载，可用国内的 gitee
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.25.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
#mandatory.yaml文件中包含了很多资源的创建，包括namespace、ConfigMap、role，ServiceAccount等等所有部署ingress-controller需要
4.1 修改 ClusterRole 资源配置
vim mandatory.yaml
86 行 102行添加
- "networking.k8s.io" （0.25版本）增加 networking.k8s.io/v1 Ingress 资源的 api
4.2 DaemonSet+HostNetwork+nodeSelector
1 指定 nginx-ingress-controller 运行在 node02 节点
kubectl label node node02 ingress=true
kubectl get nodes --show-labels
2 修改 Deployment 为 DaemonSet ，指定节点运行，并开启 hostNetwork 网络
vim mandatory.yaml
...
apiVersion: apps/v1
# 修改 kind #第191行左右修改
# kind: Deployment
kind: DaemonSet
metadata:
name: nginx-ingress-controller
namespace: ingress-nginx
labels:
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
spec:
# 删除Replicas #第200行左右修改
# replicas: 1
selector:
matchLabels:
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
template:
metadata:
labels:
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
annotations:
prometheus.io/port: "10254"
prometheus.io/scrape: "true"
spec: # 第214行左右添加
hostNetwork: true # 使用主机网络
nodeSelector: # 选择节点运行
ingress: "true"
serviceAccountName: nginx-ingress-serviceaccount
......
在所有 node 节点上传 nginx-ingress-controller 镜像压缩包 ingree.contro.tar.gz 到 /opt/ingress 目录，并解压和加载镜像
cd /opt/ingress
tar zxvf ingree.contro.tar.gz
docker load -i ingree.contro.tar
1启动 nginx-ingress-controller
kubectl apply -f mandatory.yaml
2 nginx-ingress-controller 已经运行 node02 节点
kubectl get pod -n ingress-nginx -o wide
到 node02 节点查看
netstat -lntp | grep nginx
由于配置了 hostnetwork，nginx 已经在 node 主机本地监听 80/443/8181 端口。其中 8181 是 nginx-controller 默认配置的一个 default backend（Ingress 资源没有匹配的 rule 对象时，流量就会被导向这个 default backend）。
这样，只要访问 node 主机有公网 IP，就可以直接映射域名来对外网暴露服务了。如果要 nginx 高可用的话，可以在多个 node
上部署，并在前面再搭建一套 LVS+keepalived 做负载均衡。
4.3 创建 ingress 规则
1 创建一个 deploy 和 svc
vim service-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-app
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-app-svc
spec:
type: ClusterIP
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
app: nginx
2 创建 ingress
vim ingress-app.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-app-ingress
spec:
rules:
- host: www.kgc.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-app-svc
servicePort: 80
3 kubectl apply -f service-nginx.yaml
4 kubectl apply -f ingress-app.yaml
5 kubectl get pods
6 kubectl get ingress
4.4 测试访问
1 本地 host 添加域名解析
vim /etc/hosts
192.168.10.10 master
192.168.10.20 node01
192.168.10.30 node02
192.168.10.30 www.kgc.com
2 curl www.kgc.com
4.5 查看 nginx-ingress-controller
kubectl get pod -n ingress-nginx -o wide
kubectl exec -it nginx-ingress-controller-7w22l -n ingress-nginx /bin/bash
# more /etc/nginx/nginx.conf
//可以看到从 start server www.kgc.com 到 end server www.kgc.com 之间包含了此域名用于反向代理的配置
五 Deployment+NodePort模式的Service
1、下载 nginx-ingress-controller 和 ingress-nginx 暴露端口配置文件
mkdir /opt/ingress-nodeport
cd /opt/ingress-nodeport
官方下载地址：
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml
国内 gitee 资源地址：
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml
2、在所有 node 节点上传镜像包 ingress-controller-0.30.0.tar 到 /opt/ingress-nodeport 目录，并加载镜像
docker load -i ingress-controller-0.30.0.tar
3、启动 nginx-ingress-controller
kubectl apply -f mandatory.yaml
kubectl apply -f service-nodeport.yaml
4 kubectl get pod,svc -n ingress-nginx
Ingress HTTP 代理访问
cd /opt/ingress-nodeport
1 #创建 deployment、Service、Ingress Yaml 资源
vim ingress-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-app
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
name: nginx
template:
metadata:
labels:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
name: nginx
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-test
spec:
rules:
- host: www.boa.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: nginx-svc
port:
number: 80
2 kubectl apply -f ingress-nginx.yaml
3 kubectl get svc,pods -o wide
4 kubectl exec -it pod/nginx-app-...bash
# cd /usr/share/nginx/html/
# echo 'this is web1' >> index.html
5 kubectl exec -it pod/nginx-app-... bash
# cd /usr/share/nginx/html/
# echo 'this is web2' >> index.html
测试访问
curl 10.96.131.116
外部访问
curl www.boa.com:30325
Ingress HTTP 代理访问虚拟主机
1 mkdir /opt/ingress-nodeport/vhost
2 cd /opt/ingress-nodeport/vhost
#创建虚拟主机1资源
3 vim deployment1.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment1
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
name: nginx1
template:
metadata:
labels:
name: nginx1
spec:
containers:
- name: nginx1
image: soscscs/myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-1
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
name: nginx1
kubectl apply -f deployment1.yaml
#创建虚拟主机2资源
4 vim deployment2.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment2
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
name: nginx2
template:
metadata:
labels:
name: nginx2
spec:
containers:
- name: nginx2
image: soscscs/myapp:v2
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-2
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
name: nginx2
kubectl apply -f deployment2.yaml
1 创建ingress资源
vim ingress-nginx.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress1
spec:
rules:
- host: www1.kgc.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: svc-1
port:
number: 80
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress2
spec:
rules:
- host: www2.kgc.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: svc-2
port:
number: 80
2 kubectl apply -f ingress-nginx.yaml
测试访问
kubectl get svc -n ingress-nginx
curl www1.kgc.com:30325
curl www2.kgc.com:30325
Ingress HTTPS 代理访问
1 mkdir /opt/ingress-nodeport/https
2 cd /opt/ingress-nodeport/https
3 创建ssl证书
openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=nginxsvc/O=nginxsvc"
4 创建 secret 资源进行存储
kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt
5 kubectl get secret
6 kubectl describe secret tls-secret
创建 deployment、Service、Ingress Yaml 资源
vim ingress-https.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-app
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
name: nginx
template:
metadata:
labels:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
name: nginx
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-https
spec:
tls:
- hosts:
- www3.kgc.com
secretName: tls-secret
rules:
- host: www3.kgc.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: nginx-svc
port:
number: 80
5 kubectl apply -f ingress-https.yaml
6 kubectl get svc -n ingress-nginx
Nginx 进行 BasicAuth
mkdir /opt/ingress-nodeport/basic-auth
cd /opt/ingress-nodeport/basic-auth
#生成用户密码认证文件，创建 secret 资源进行存储
yum -y install httpd
htpasswd -c auth boa #认证文件名必须为 auth
kubectl create secret generic basic-auth --from-file=auth
#创建 ingress 资源
vim ingress-auth.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-auth
annotations:
#设置认证类型basic
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic
#设置secret资源名称basic-auth
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth
#设置认证窗口提示信息
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: 'Authentication Required - zhangsan'
spec:
rules:
- host: auth.kgc.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: nginx-svc
port:
number: 80
//具体详细设置方法可参考官网https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/examples/auth/basic/
kubectl apply -f ingress-auth.yaml
kubectl get svc -n ingress-nginx
浏览器访问：http://auth.kgc.com:30325
nginx的重写
vim ingress-rewrite.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-rewrite
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: http://www1.kgc.com:30325
spec:
rules:
- host: re.kgc.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
#由于re.kgc.com只是用于跳转不需要真实站点存在，因此svc资源名称可随意定义
service:
name: nginx-svc
port:
number: 80
kubectl apply -f ingress-rewrite.yaml
echo '192.168.10.10 re.kgc.com' >> /etc/hosts
宿主浏览器访问：http://re.kgc.com:30325
