APISIX Ingress 如何支持自定义插件

news2024/11/23 11:23:13

摘要：本篇主要介绍了 Ingress 资源相关的语义，以及如何对 Ingress 资源进行能力的扩展。

作者：张晋涛，API7.ai 云原生技术专家，Apache APISIX PMC 成员，Apache APISIX Ingress Controller 项目维护者。

Ingress 和 Ingress controller

Kubernetes 中的 Ingress 是一种资源对象，用于定义如何从 Kubernetes 集群外访问到 Kubernetes 集群内的服务，其中包含了具体的访问规则，通常情况下客户端使用 HTTP/HTTPS 协议进行访问。

客户端可按照 Ingress 资源定义的规则，将客户端请求路由到 Kubernetes 集群中的服务或具体的 Pod中。

以下是一个 Ingress 资源的示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: apisix-gateway
spec:
  rules:
  - host: apisix.apache.org
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: apisix-gateway
            port:
              number: 80
        path: /
        pathType: Exact

上述示例中包含了以下内容：

metadata.name：Ingress 资源的名称
spec.rules[].host：外部访问使用的域名
spec.rules[].http.paths[].backend：定义了 Kubernetes 集群中服务的相关信息
spec.rules[].http.paths[].path：定义了外部服务访问 Kubernetes 集群中服务时使用的路径
spec.rules[].http.paths[].pathType：定义了外部服务访问 Kubernetes 集群中服务时路径的匹配规则从上述内容可以看到，Ingress 资源的语义是相对比较简单的。

Ingress 仅仅是 Kubernetes 中的一种资源定义，它本身不具备任何流量处理能力。要让 Ingress 资源生效，则必须要有 controller 来处理这些 Ingress 资源，通常这样的 controller 我们称之为 Ingress controller。

Ingress controller 会持续地监控或监听 Kubernetes 集群中 Ingress 资源的变化，并根据 Ingress 资源中定义的规则，转换为其数据面中的代理规则，并由数据面来实际的承载流量。

在实际的生产环境中，客户端访问的需求是多种多样的。比如最常见的认证、路由重写等能力，通过 Ingress 资源是无法直接进行描述的。那么这些需求要如何满足呢？

Ingress-NGINX 如何支持扩展功能

首先我以 Kubernetes 社区的 Ingress-NGINX controller 为例，介绍如何在其中使用扩展功能。

在 Ingress-NGINX 项目中，可以为 Ingress 资源增加一些 Annotation 来描述其需要使用的扩展能力。比如使用如下配置便可开启 cors 能力。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
    nginx.ingress.kubernetes.io/enable-cors: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-origin: https://foo.com,https://bar.com
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-headers: x-foo-1,x-foo-2
    nginx.ingress.kubernetes.io/cors-allow-methods: GET,POST,PUT
  name: nginx-ingress
spec:
  rules:
  - host: kubernetes.github.io
    http:
      paths:
      - path: /ingress
        pathType: Exact
        backend:
          service:
            name: nginx
            port:
              number: 80

这种方式仅仅需要为 Ingress 资源添加 Annotations 的配置即可，相对简单。但需要注意，使用这种模式需要 Ingress-NGINX controller 已经完成了对该 Annotations 的完整支持，否则该配置是无效的。

如果需要其他的一些 Ingress-NGINX controller 尚未实现的能力，则需要对其进行二次开发。

在 APISIX Ingress 中使用插件

相较于 Ingress-NGINX controller，APISIX Ingress 使用 APISIX 作为数据面，APISIX 是一个高性能的全动态 API 网关。所有的配置变更都是动态进行的，无需重启，所以对业务流量不会造成任何影响。

在 Apache APISIX Ingress 中可以通过使用插件，来满足用户各种流量处理的需求和具体场景。当前有 80+ 插件开箱即用，当然用户也可以开发自定义插件来进行能力的扩展。

目前，在 Apache APISIX 中支持多种方式进行自定义插件的开发：

使用 Lua 进行插件的开发，这类插件会在 APISIX 内部运行；
使用其他语言进行插件的开发，这种机制叫作 Plugin Runner，利用该机制开发的插件属于 external-plugin。关于 APISIX 插件的开发，可参考官方文档：
插件开发 https://apisix.apache.org/docs/apisix/plugin-develop/
External Plugin 开发：https://apisix.apache.org/docs/apisix/external-plugin/ 了解了 APISIX 的插件开发模式后，接下来将介绍 3 种在 APISIX Ingress 中使用 Lua 语言开发插件的方式。

方式一：纯 CRD 模式

APISIX Ingress controller 支持自己设计的一套 CRD 规范，你可以直接在路由规则中开启插件（无论是内置插件还是自定义插件），例如：

apiVersion: apisix.apache.org/v2beta3
kind: ApisixRoute
metadata:
 name: httpbin-route
spec:
 http:
 - name: rule1
   match:
     hosts:
     - apisix.apache.org
     paths:
       - /apisix-ingress
   backends:
   - serviceName: apisix-gateway
     servicePort: 80
   plugins:
   - name: cors
     enable: true
     config:
       allow_origins: http://foo.bar.org
       allow_methods: "GET,POST"
       max_age: 3600
       expose_headers: x-foo,x-baz
       allow_headers: x-from-ingress
       allow_credential: true

通过上述配置可以创建路由规则，并且在此路由中开启 cors 插件。

这是 APISIX Ingress 中最原生支持的方式，这种方式也与 APISIX 更加贴合。同时，用户新增自定义插件后，APISIX Ingress 也无需进行任何二次开发，可直接使用。

方式二：Ingress Annotations 模式

由于 Ingress 资源的语义有限，所以通常情况下我们可以通过 annotations 为资源对象扩展一些信息，这也是最常见的对 Ingress 能力扩展的方式。例如：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: apisix
    k8s.apisix.apache.org/enable-cors: "true"
    k8s.apisix.apache.org/cors-allow-origin: https://foo.com,https://bar.com
    k8s.apisix.apache.org/cors-allow-headers: x-foo-1,x-foo-2
    k8s.apisix.apache.org/cors-allow-methods: GET,POST,PUT
  name: apisix-ingress
spec:
  rules:
  - host: apisix.apache.org
    http:
      paths:
      - path: /apisix-ingress
        pathType: Exact
        backend:
          service:
            name: apisix-gateway
            port:
              number: 80

上述配置在 Ingress 资源中增加了 cors 相关的一些信息。APISIX Ingress controller 可以识别这些信息，并将这些信息转换为数据面中 cors 的配置，进而完成对 Ingress 资源的扩展。

但是这种模式下，需要确保在 APISIX Ingress controller 中已经实现了对这些 Annotations 的处理逻辑，如果尚未实现，则需要进行一些二次开发。

如果需要进行二次开发，可参考《如何进行 APISIX Ingress controller 的开发》。

方式三：CRD + Ingress Annotations 模式

除以上两种方式外，在 APISIX Ingress 中也可以通过 CRD + Ingress Annotations 的方式进行扩展，例如：

apiVersion: apisix.apache.org/v2
kind: ApisixPluginConfig
metadata:
  name: cors-plugin
spec:
  plugins:
    - name: cors
      enable: true
      config:
        allow_origins: http://foo.bar.org
        allow_methods: "GET,POST"
        max_age: 3600
        expose_headers: x-foo,x-baz
        allow_headers: x-from-ingress
        allow_credential: true
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: apisix
    k8s.apisix.apache.org/plugin-config-name: cors-plugin
  name: apisix-ingress
spec:
  rules:
  - host: apisix.apache.org
    http:
      paths:
      - path: /apisix-ingress
        pathType: Exact
        backend:
          service:
            name: apisix-gateway
            port:
              number: 80

通过上方的这段配置，可以单独创建名为 cors-plugin 的插件配置，并通过 Ingress 资源的 k8s.apisix.apache.org/plugin-config-name: cors-plugin 对其进行引用。通过这种操作的实际效果与前两个方式基本类似，都会在对应的路由上开启 cors 插件。

在这种模式下，用户的插件配置可以作为独立资源，并且可以被多个 Ingress 资源共享。同时，也无需进行任何二次开发。

总结

本篇主要介绍了 Ingress 资源相关的语义，以及如何对 Ingress 资源进行能力的扩展。在 Ingress-NGINX 中可以通过 Annotations 的方式进行能力的扩展，但在 Apache APISIX Ingress 中可以通过三种模式进行配置。且其中两种对于用户自己开发的自定义插件而言，是无需进行任何二次开发的，进而满足用户更多的场景和需求。

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