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k8s對外服務之ingress使用詳解

更新時間：2025年07月10日 09:22:33 作者：新是一切的根源

Ingress作為K8s的7層負載均衡器,通過單一入口管理多個服務,使用IngressController（如Nginx）和資源,支持按域名/路徑路由,解決端口沖突與配置復雜問題

1. ingress概述

k8s 對外暴露服務（service）主要有兩種方式：NotePort, LoadBalance，此外externalIPs也可以使各類service對外提供服務，但是當集群服務很多的時候，NodePort方式最大的缺點是會占用很多集群機器的端口；LB方式最大的缺點則是每個service一個LB又有點浪費和麻煩，并且需要k8s之外的支持；而ingress則只需要一個NodePort或者一個LB就可以滿足所有service對外服務的需求。

工作機制大致可以用下圖表示：

實際上，ingress相當于一個7層的負載均衡器，是k8s對反向代理的一個抽象。大概的工作原理也確實類似于Nginx，可以理解成在 Ingress 里建立一個個映射規(guī)則 , ingress Controller 通過監(jiān)聽 Ingress這個api對象里的配置規(guī)則并轉化成 Nginx 的配置（kubernetes聲明式API和控制循環(huán)） , 然后對外部提供服務。

ingress包括：ingress controller和ingress resources

ingress controller：核心是一個deployment，實現(xiàn)方式有很多，比如nginx, Contour, Haproxy, trafik, Istio，需要編寫的yaml有：Deployment, Service, ConfigMap, ServiceAccount（Auth），其中service的類型可以是NodePort或者LoadBalancer。
ingress resources：這個就是一個類型為Ingress的k8s api對象了，這部分則是面向開發(fā)人員。

Kubernetes給出的方案就是Ingress，Ingress包含了兩大主件Ingress Controller和Ingress。

Ingress解決的是新的服務加入后，域名和服務的對應問題，基本上是一個ingress的對象，通過yaml進行創(chuàng)建和更新進行加載。

Ingress Controller是將Ingress這種變化生成一段Nginx的配置，然后將這個配置通過Kubernetes API寫到Nginx的Pod中，然后reload.（注意：寫入 nginx.conf 的不是service的地址，而是service backend 的 pod 的地址，避免在 service 在增加一層負載均衡轉發(fā)）

從上圖中可以很清晰的看到，實際上請求進來還是被負載均衡器攔截，比如 nginx，然后 Ingress Controller 通過跟 Ingress 交互得知某個域名對應哪個 service，再通過跟 kubernetes API 交互得知 service 地址等信息；綜合以后生成配置文件實時寫入負載均衡器，然后負載均衡器 reload 該規(guī)則便可實現(xiàn)服務發(fā)現(xiàn)，即動態(tài)映射

了解了以上內容以后，這也就很好的說明了我為什么喜歡把負載均衡器部署為 Daemon Set；因為無論如何請求首先是被負載均衡器攔截的，所以在每個 node 上都部署一下，同時 hostport 方式監(jiān)聽 80 端口；那么就解決了其他方式部署不確定負載均衡器在哪的問題，同時訪問每個 node 的 80 都能正確解析請求；如果前端再放個 nginx 就又實現(xiàn)了一層負載均衡。

Ingress Controller 會根據(jù)你定義的 Ingress 對象，提供對應的代理能力。業(yè)界常用的各種反向代理項目，比如 Nginx、HAProxy、Envoy、Traefik 等，都已經(jīng)為Kubernetes 專門維護了對應的 Ingress Controller。

2. ingress-nginx 部署

ingress調度的是后端的service，而不是pod

ingress controller 是與k8s集群做交互的，感知etcd的變化

首先拉取 ingress-controller鏡像至harbor倉庫

部署nginx-ingress-controller

拿到y(tǒng)aml文件應用ingress controller定義文件

[kubeadm@server1 ingress]$ ls
mandatory.yaml
[kubeadm@server1 ingress]$

編輯此文件，把鏡像的位置換成本地倉庫中鏡像的位置

應用ingress controller定義文件

應用ingress-service定義文件

查看信息

3. 創(chuàng)建ingress服務

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-demo
spec:
  backend:
    serviceName: nginx-svc
    servicePort: 80

創(chuàng)建 service.yaml文件

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
    app: nginx

[kubeadm@server1 ingress]$ \vi ingress.yaml
[kubeadm@server1 ingress]$ vim ingress.yaml 
[kubeadm@server1 ingress]$ vim service.yaml
[kubeadm@server1 ingress]$ kubectl apply -f service.yaml 
service/myservice created
[kubeadm@server1 ingress]$ kubectl apply -f ingress.yaml 
ingress.networking.k8s.io/ingress-demo created
[kubeadm@server1 ingress]$

ingress-nginx調度nginx-svc這個服務

[kubeadm@server1 ingress]$ kubectl -n ingress-nginx get svc
NAME            TYPE       CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
ingress-nginx   NodePort   10.99.32.59   <none>        80:30016/TCP,443:31941/TCP   31m
[kubeadm@server1 ingress]$

外部訪問

實現(xiàn)myservice服務中的負載均衡，因為ingress-nginx也是通過nodeport模式的端口暴露，實現(xiàn)外部訪問

4. 通過域名的形式來訪問后端

5. 通過不同的域名定義到不同的后端

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-myapp
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: reg.westos.org/k8s/myapp:v2
        ports:
        - containerPort: 80


---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  type: ClusterIP

---

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-example
spec:
  rules:
  - host: www2.westos.org
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: myservice
          servicePort: 80

[kubeadm@server1 ingress]$ kubectl get ingress
NAME              CLASS    HOSTS             ADDRESS       PORTS   AGE
ingress-demo      <none>   www1.westos.org   10.99.32.59   80      36m
ingress-example   <none>   www2.westos.org   10.99.32.59   80      3m22s
[kubeadm@server1 ingress]$

訪問www2.westos.org時訪問到v2

訪問www1.westos.org時訪問到v1

訪問不同的域名，訪問到的后端service不同，負載到不同的pod后端

6. 訪問同一域名，不同的path時，調度到不同的后端

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-hello
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: www3.westos.org 
    http:
      paths:
      - path: /1 
        backend:
          serviceName: ingress-nginx
          servicePort: 80 
      paths:
      - path: /2
        backend:
          serviceName: myservice
          servicePort: 80