k8s之对外服务ingress

一、 service

1、service作用

****①集群内部：****不断跟踪pod的变化，不断更新endpoint中的pod对象，基于pod的IP地址不断变化的一种服务发现机制（endpoint存储最终对外提供服务的IP地址和端口）

****②集群外部：****类似负载均衡器，不涉及转发url（不涉及http和https），把流量（IP地址+端口）转发到pod中

2 、 service类型

****（1）nodeport：****容器端口和service端口做映射，设定nodeport后，每个节点都会有一个端口被打开（30000-32767），通过IP+端口实现负载均衡

****（2）loadbalance：****云平台上的service服务，由云平台提供负载均衡的IP地址

****（3）extrenalname：****基于域名映射

ingress基于域名进行映射，将url转发到service，再由service把请求转发到每一个pod

二、ingress

1、定义

ingress只要一个或少量的公网IP或者loadbalance，可以把多个http请求暴露到外网。ingress是七层反向代理，可以理解为service的service，是一组基于域名和URL路径把一个或多个请求转发到service的规则

七层代理ingress------四层代理service------pod

客户端发出请求，先由ingress七层代理转发到service，再由service四层代理转发到pod 【面试】

2、 ingress组成

****（1）内部结构：****ingress是一个api对象，通过yaml文件来进行配置。ingress的作用是定义请求如何转发到service的规则，相当于一个配置模板，ingress通过http和https暴露集群内部的service，给service提供一个外部的url、负载均衡、ssl/tls（https）功能，实现一个基于域名的负载均衡

****（2）ingress-controller：****由这个组件来具体实现反向代理和负载均衡，以及对ingress定义的规则进行解析，根据ingress配置来进行请求的转发。ingress-controller不是k8s自带的组件，只是一个统称，凡是能实现上述功能的都称为ingress-controller

1）实现ingress-controller功能的开源工具

①nginx ingress contoller

②traefik

2） ingress-controller资源定义项

①定义外部流量的路由规则

②定义服务的暴露方式、主机名、访问路径和其他选项

③负载均衡（由ingress-contrller实现）

3、下载nginx ingress contoller

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml

nginx ingress contoller以pod方式运行在集群中

4、 ingress暴露服务的方式

****（1）deployment+LoadBalancer模式：****把ingress部署在公有云，在ingress配置文件里有一个type，type:LoadBalancer。公有云平台会为loadbalancer的service自动创建一个负载均衡器，且会绑定一个公网地址，通过域名指向这个公网地址可以实现集群对外暴露

****（2）DaemonSet+hostnetwork+nodeSelector模式：****七层代理。DaemonSet每个节点都会创建一个pod，hostnetwork表示pod共享节点主机的网络命名空间，容器内直接使用节点主机的IP地址+端口，pod中的容器可以直接访问主机上的网络资源；nodeSelector根据标签选择nginx ingress contoller部署的节点

缺点：直接利用节点主机的网络和端口，一个node只能部署一个ingress controller pod，比较是个大并发的生产环境，性能最好

（3） ****deployment+NodePort模式：****七层+四层代理

ingress标签匹配ingress-nodeport标签，ingress-nodeport匹配service标签，service匹配pod标签

5、 traefik ingress controller（有可视化界面）

（1）定义： traefik是一个为了让部署微服务更加快捷而诞生的http反向代理、负载均衡（工作在应用层，是七层代理）。traefik可以实时与k8s的API交互，自动感知后端service以及pod的变化，自动更新配置和重载

（2）部署方式

①daemonset

• ****优点：****每个节点都会部署一个trafik，可以自动发现、更新容器的配置，不需要手动重载

• ****缺点：****大型集群中daemonset可能会运行多个traefik的实例，尤其是在节点上不需要大量容器运行的情况下，资源利用率低；daemonset一般部署在对外集群，对外的业务会经常变更，daemonset可以自动发现服务配置变更；也没有办法扩缩容

②deployment

• ****优点：****集中控制，可以使用少量的实例来运行处理整个集群的流量，更容器升级和维护

• ****缺点：****deployment的负载均衡不会均分到每个节点；且无法感知容器内部配置的变化，需手动更新，一般部署在对内集群，对内的业务相对稳定，更新和变化比较少，适用deployment方式

设置标签：

对内服务：traffic-type:interal

对外服务：traffic-type:exteral

（3）nginx-ingress和traefik-ingress的区别

****①相同点：****都是七层代理，都可以动态的更新配置、自动发现服务

②不同点

• traefik-ingress自动更新的重载更快，更方便；nginx-ingress相对较慢

• traefik-ingress的并发能力只有nginx-ingress的60%

ingress之DaemonSet+hostnetwork+nodeSelector模式暴露服务实验

1、下载nginx ingress contoller控制器

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml

nginx ingress contoller以pod方式运行在集群中

2、设置节点标签3、每个节点上传控制器镜像并解压

4、在controller控制器创建的pod的节点上查看端口

netstat -antp|grep nginx

|--------|--------------------------------------------------------------------------------------|
| 8181端口 | nginx-controller默认配置的一个bachend，反向代理的端口，所有请求中，只要是不符合ingress配置的请求会转发到8181，相当于一个error页面 |

5、、创建pvc、pod、service、ingress

kubectl apply -f service-nginx.yaml

6、域名映射

7、测试访问

8、测试删除一个pod查看endpoind是否发生变化

结论：endpointIP地址变化

ingress之deployment+NodePort模式暴露服务实验

1、下载nginx ingress contoller控制器

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml

nginx ingress contoller以pod方式运行在集群中

2、下载service-nodeport控制器

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml

nodeport会在每个节点上创建一个端口

3、创建pv、pod、service、ingress4、域名映射

5、访问测试

基于deployment+NodePort模式的一个ingress可以访问多个主机实验

1、下载nginx ingress contoller控制器

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml

nginx ingress contoller以pod方式运行在集群中

2、下载service-nodeport控制器

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml

3、创建多个pod、service

pod1、service1

pod2、service2

4、创建多个ingress

5、主机映射

基于DaemonSet+hostnetwork+nodeSelector模式的一个ingress可以访问多个主机实验

1、下载nginx ingress contoller控制器

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml

nginx ingress contoller以pod方式运行在集群中

2、设置节点标签

3、每个节点上传控制器镜像并解压

4、在controller控制器创建的pod的节点上查看端口

netstat -antp|grep nginx

5、创建多个pod、service

pod1、service1

pod2、service2

6、创建多个ingress

7、主机映射

8、测试

ingress通过域名实现https代理访问实验

第一步：创建证书和密钥

第二步：secrets保存密钥信息，部署pod时将secret信息挂载到pod

1、生成证书和密钥文件

openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=nginxsvc/0=nginxsvc"

|---------------------------------|--------------------------------------------|
| req | 请求生成证书文件 |
| x509 | 自动生成x.509的自签名的证书 |
| -sha256 | 一种散列算法，用于加密密钥 |
| -nodes | 生成的密钥不加密 |
| -days 365 | 证书有效期365天 |
| -newkey rsa:2048 | rsa的密钥对，长度2048位 |
| -keyout tls.key -out tls.crt | 密钥文件key，证书文件crt |
| -subj "/CN=nginxsvc/0=nginxsvc" | subj主题，CN（common name）名称，O（organization）组织 |

2、创建secret保存证书和密钥（将证书和密钥都加密）

kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt