当创建一个ingress后，kubernetes会发什么？

2024-01-05 09:31 由华为云开发者联盟发表于 #其他

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 :

协程定期扫描 syncQueue 队列，发现有任务就执行更新操作
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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