NGINX Ingress Controller 中的 Cache Policy：VirtualServer 实战指南

原文作者：Venktesh Shivam Patel

原文链接：NGINX Ingress Controller 中的 Cache Policy：VirtualServer 实战指南

转载来源：NGINX 中文社区

缓存是 Kubernetes 中减少后端负载并改善响应延迟最快的方法之一。

通过 NGINX Ingress Controller (NIC)，您可以将缓存行为定义为一级 Policy（策略）资源，并将其附加到 VirtualServer 或 VirtualServerRoute。这使得缓存配置保持清晰、可复用，并能与您的其他流量策略一起进行版本控制。

在本指南中，我们将重点关注：

Cache Policy在 NGINX Ingress Controller 中的工作机制。
如何将其挂载到 VirtualServer 中。
为什么 StatefulSet 对持久化缓存用例至关重要。

为什么要使用 Cache Policy Resource？

将缓存设置放在 Policy 资源中为平台团队提供了更清晰的关注点分离：

应用路由保留在 VirtualServer 中。
缓存行为存在于专用的、可复用的策略中。
无需在每个路由中嵌入原始代码片段，即可滚动发布配置更新。

这种模型也使审计变得更容易，因为缓存行为可以在一处查看。

Cache Policy 在 NGINX Ingress Controller 中的工作机制

从高层来看：

创建一个带有 spec.cache 代码块的 Policy。
从 VirtualServer.spec.policies（服务器范围）或路由级策略中引用该Policy。
NGINX Ingress Controller 生成相应的 NGINX 缓存指令，并在配置重新加载时应用。

Cache Policy 示例：

复制代码

apiVersion: k8s.nginx.org/v1
kind: Policy
metadata:
  name: cache-policy
spec:
  cache:
    cacheZoneName: "testcache" # Required
    cacheZoneSize: "15m" # Required
    allowedCodes: ["any"] # Optional ["any"] or [200, 301, ...], "any" cannot be combined with specific codes
    allowedMethods: ["GET", "HEAD", "POST"] # Optional
    overrideUpstreamCache: true # Optional, default is false - whether to respect upstream cache-control headers (Cache-Control Expires Set-Cookie Vary X-Accel-Expires)

引用上述 Cache Policy 的 VirtualServer 示例：

复制代码

apiVersion: k8s.nginx.org/v1
kind: VirtualServer
metadata:
  name: cafe
spec:
  policies:
  - name: cache-policy
  host: cafe.example.com
  tls:
    secret: tls-secret
  upstreams:
  - name: tea
    service: tea-svc
    port: 80
  - name: coffee
    service: coffee-svc
    port: 80
  routes:
  - path: /tea
    action:
      pass: tea
  - path: /coffee
    action:
      pass: coffee

需要记住的重要行为：

Cache Policy 是为 VirtualServer 和 VirtualServerRoute 流程而设计的。
如果针对相同的有效位置引用了多个 Cache Policy，则仅应用其中一个（先到先得原则）。
路由级策略会覆盖在 VirtualServer.spec 中定义的相同类型策略。

首先值得调优的关键字段

当您定义 spec.cache 时，请优先考虑这些字段：

cacheZoneName 和 cacheZoneSize：内存区域的标识和容量。
allowedMethods：哪些方法是可缓存的。
allowedCodes 加上 time：缓存哪些状态码及缓存时长。
cacheKey：用于缓存查询的请求标识。
overrideUpstreamCache：是否应遵守上游缓存头。

然后根据需要仅调优高级行为：

cacheUseStale、cacheBackgroundUpdate 和 cacheRevalidate 用于容错能力。
conditions.noCache 和 conditions.bypass 用于选择性缓存。
cachePurgeAllow（NGINX Plus）用于可控的缓存清除。

大规模缓存：为持久化缓存工作负载使用 StatefulSet

NGINX Ingress Controller 支持将控制器作为 StatefulSet 运行，这更适合需要磁盘缓存的使用场景。每个副本通过 PersistentVolume 获得稳定的存储，从而改进了重启后的缓存预热能力。

对于基于 Helm 的部署，NGINX Ingress Controller 通过以下方式明确支持此模型：

controller.kind: statefulset
在 controller.statefulset 下的 StatefulSet 专用 nginxCachePVC 配置。

您可以在 GitHub 上找到完整的运行示例，并在我们的文档中查看更多说明：

• Cache Policy 示例 (VirtualServer)

https://github.com/nginx/kubernetes-ingress/tree/main/examples/custom-resources/cache-policy

• Cache Policy 文档

https://docs.nginx.com/nginx-ingress-controller/configuration/policy-resource/#cache