Kubernetes Ingress：流量管理的利器

在 Kubernetes 集群中，服务之间的通信和外部流量的引入通常是至关重要的。虽然 NodePort 和 LoadBalancer 是最常见的解决方案，但当集群内部的服务逐渐增多时，管理不同服务的流量变得复杂。这个时候，Ingress 作为一种强大的流量管理工具，便应运而生。

本文将深入探讨 Kubernetes Ingress 的工作原理、主要功能、配置方法以及它与传统 Service 方式的对比，帮助你更好地理解和使用 Ingress。

什么是 Kubernetes Ingress？

Ingress 是 Kubernetes 中的一种资源类型，用于管理 HTTP 和 HTTPS 流量的路由。它允许你根据域名、路径等规则，将外部流量引导到集群内部的不同服务。Ingress 的出现极大简化了流量管理，尤其在多服务、多环境的场景下，它为流量路由提供了一个集中的配置点。

Ingress 并不是一个直接的负载均衡器，而是通过 Ingress 控制器 来实现流量的路由、负载均衡、SSL 终止等功能。常见的 Ingress 控制器包括 Nginx、Traefik 和 HAProxy 等。

Ingress 的主要功能

1. 基于路径的流量路由
   Ingress 允许你根据 HTTP 请求的路径将流量路由到不同的服务。例如，访问 example.com/api 时，流量将被转发到 service-api，而访问 example.com/web 时，流量将被转发到 service-web。

2. TLS/SSL 终止
   通过配置 Ingress，你可以方便地启用 HTTPS 访问，并配置 SSL 证书。Ingress 控制器会负责处理 SSL 终止（即处理加密解密的工作），而将解密后的请求转发到后端服务。

3. 负载均衡
   Ingress 控制器会自动为服务提供负载均衡的功能。对于多个后端实例，Ingress 控制器会根据负载均衡算法（如轮询、加权轮询等）将请求分发到不同的服务实例。

4. 路径重写和自定义规则
   使用注解和 Ingress 控制器的配置，可以对请求路径进行重写，例如将 /old-path 转发到 /new-path。这对于版本迁移、API 路径更改等场景非常有用。

5. 集中的流量管理
   Ingress 允许你在一个地方集中管理所有流量路由规则，而不必为每个服务单独创建 NodePort 或 LoadBalancer 服务。这简化了配置并减少了资源消耗。

Ingress 资源示例

以下是一个简单的 Ingress 配置文件示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: example-ingress
  namespace: default
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: example.com
    http:
      paths:
      - path: /api
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: service-api
            port:
              number: 80
      - path: /web
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: service-web
            port:
              number: 80

在这个示例中，所有访问 example.com/api 的请求将被路由到 service-api 服务，而访问 example.com/web 的请求将被路由到 service-web 服务。通过注解 nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /，我们可以对路径进行重写，确保转发到后端服务时路径正确。

Ingress 与传统 Service 对比

Ingress 相比传统的 NodePort 或 LoadBalancer 更加高效，尤其在需要管理多个服务时。Ingress 通过一个 IP 地址和端口处理多个服务的流量，减少了资源消耗和管理复杂度。

常见的 Ingress 控制器注解

Ingress 控制器通过注解来实现一些特定功能。以 Nginx 为例，常见的注解包括：

• 路径重写：
  nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /new-path
  该注解允许你将请求的路径进行重写，常用于版本迁移或 API 路径更新。

• 限流：
  nginx.ingress.kubernetes.io/limit-connections: "20"
  设置最大连接数限制，防止恶意攻击或流量过载。

• 请求超时：
  nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "30"
  配置请求超时时间，避免长时间没有响应的请求阻塞。

• 跨域支持：
  nginx.ingress.kubernetes.io/enable-cors: "true"
  启用跨域资源共享（CORS），以支持不同域之间的 API 调用。

这些注解能够帮助你灵活地调整 Ingress 行为，满足特定的业务需求。

总结

Kubernetes 的 Ingress 是一个功能强大的流量管理工具，适用于在复杂集群中处理多服务的流量路由。通过灵活的配置，Ingress 可以帮助你集中管理 HTTP/HTTPS 流量，提供负载均衡、TLS 终止、路径重写等功能。与传统的 NodePort 或 LoadBalancer 服务相比，Ingress 可以更加高效和集中地处理流量，尤其在多域名、多服务的场景中，能极大简化资源管理。

无论你是构建微服务架构、管理 API 网关，还是简化 HTTPS 配置，Ingress 都是一个不可或缺的工具。如果你还没有使用过 Ingress，建议尽早在你的 Kubernetes 集群中尝试并配置它！