详解k8s组件Ingress边缘路由器并落地到微服务

写在前面

Ingress 英文翻译 进入;进入权;进食，更准确的讲就是入口，即外部流量进入k8s集群必经之口。这到大门到底有什么作用？我们如何使用Ingress？k8s又是如何进行服务发现的呢？先看一张图：

备注：此图来源我转载的一篇博客NodePort，LoadBalancer还是Ingress？我该如何选择 – kubernetes，特此说明。

原理

虽然k8s集群内部署的pod、server都有自己的IP，但是却无法提供外网访问，以前我们可以通过监听NodePort的方式暴露服务，但是这种方式并不灵活，生产环境也不建议使用。Ingresss是k8s集群中的一个API资源对象，扮演边缘路由器(edge router)的角色，也可以理解为集群防火墙、集群网关，我们可以自定义路由规则来转发、管理、暴露服务(一组pod)，非常灵活，生产环境建议使用这种方式。另外LoadBlancer也可以暴露服务，不过这种方式需要向云平台申请负债均衡器；虽然目前很多云平台都支持，但是这种方式深度耦合了云平台，所以你懂的。

首先我们来思考用传统的web服务器，比如Nginx，如何处理这种场景？
Nginx充当一个反向代理服务器拦截外部请求，读取路由规则配置，转发相应的请求到后端服务。

kubernetes处理这种场景时，涉及到三个组件：

反向代理web服务器
负责拦截外部请求，比如Nginx、Apache、traefik等等。我一般以Deployment方式部署到kubernetes集群中，当然也可以用DeamonSet方式部署；这两种部署方式个人觉得有利有弊，感兴趣的请参考这篇文章，这里就不敖述了。

Ingress controller
k8s中的controller有很多，比如CronJob、DeamonSet、Deployment、ReplicationSet、StatefulSet等等，大家最熟悉的应该是Deployment(嘿嘿，我也是)，它的作用就是监控集群的变化，使集群始终保持我们期望的最终状态(yml文件)。同理，Ingress controller的作用就是实时感知Ingress路由规则集合的变化，再与Api Server交互，获取Service、Pod在集群中的 IP等信息，然后发送给反向代理web服务器，刷新其路由配置信息，这就是它的服务发现机制。

Ingress
定义路由规则集合，上面已经详细介绍，这里就不再敖述了。

经过上面的剖析，知道了吧，如果我们仅仅创建Ingress对象，只是定义了一系列路由规则集合而且，没有任何作用，不要想得太简单了，嘿嘿。

Ingress 选型

这个我花费了不少时间，最终选用的是Traefik，它是一个用Golang开发的轻量级的Http反向代理和负载均衡器，虽然相比于Nginx，它是后起之秀，但是它天然拥抱kubernetes，直接与集群k8s的Api Server通信，反应非常迅速，实时感知集群中Ingress定义的路由规则集合和后端Service、Pod的变化，自动热更新Traefik后端配置，根本不用创建Ingress controller对象，同时还提供了友好的控制面板和监控界面，不仅可以方便地查看Traefik根据Ingress生成的路由配置信息，还可以查看统计的一些性能指标数据，如：总响应时间、平均响应时间、不同的响应码返回的总次数等，Traefik部署请参考官网用户示例Kubernetes Ingress Controller。不经如此，Traefik支持丰富的annotations配置，可配置众多出色的特性，例如：自动熔断、负载均衡策略，Traefik对于微服务来说简直就是一神器啊，嘿嘿。而Nginx在拥抱kubernetes这方面比较后知后觉，详情请参考官方网站和开源项目ingress-nginx ；另外微软开源的微服务示例项目 eShopOnContainers 采用了ingress-nginx，大家可以下去自行研究。

Traefik：

示例说明

创建Ingress资源对象

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test-ingress
  annotations:
    ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "false"
    traefik.ingress.kubernetes.io/rule-type: PathPrefixStrip
spec:
  rules:
  host: registry.wuling.com
  - http:
      paths:
      - path: /api/vi/identity
        backend:
          serviceName: identity-api
          servicePort: 80

非常重要：当我们定义额外的路由时，比如这里的/api/vi/identity，必须添加这个traefik.ingress.kubernetes.io/rule-type: PathPrefixStrip注解传递路径，否则会看不到任何效果；ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "false"是否强制使用https，其他的配置信息，请查看详情。另外，不同的Ingress选型，请参照各自的组件说明。

Traefik的控制面板：