使用Ingress来负载分发微服务

2019 年 10 月 10 日
筆記

使用Ingress来负载分发微服务

NodePort Service存在太多缺陷，不适合生产环境。LoadBlancer Service则不太灵活，比如针对微服务架构，那么不同服务是否需要多个负载均衡服务呢？那么，我们还有其他选择么？那就是Ingress。

Ingress将集群外部的HTTP和HTTPS路由暴露给集群中的Service，相当于集群的入口，而入口规则则由Ingress定义的规则来控制。在使用Ingress之前，我们先需要有一个Ingress Controller（入口控制器），例如ingress-nginx。Ingress负责定义抽象的规则，而Ingress Controller负责具体实现。通常情况下，Ingress搭配负载均衡一起使用。接下来，笔者结合一个简单的微服务Demo来使用Ingress进行负载分发。由于需要使用到负载均衡服务，本教程使用腾讯云容器服务进行讲解。

Demo规划

为了便于大家理解，我们先做一个简单的规划。整体规划图如下所示：

如图所示，整体步骤如下所示：

我们需要开发两个应用，分别为apidemo1和apidemo2，并提供不同的接口服务；
然后需要将两个应用分别部署到k8s集群，并且分别创建不同的Service；
接下来，我们需要创建Ingress，配置不同的转发规则；
最后，为了访问方便，我们需要配置域名映射。

准备Demo并完成部署

如上所述，接下来我们进入开发环节。

为了完成我们上述的目标，我们需要提供以下两个demo（不限编程语言）：

apidemo1

如下图所示，apidemo1的访问路径为https://{hostname}:{port}/api/demo1，输出JSON“["value1","value2"]”。

注意：apidemo1和apidemo2均需支持80端口和443端口访问。

apidemo2

如下图所示，apidemo2的访问路径为https://{hostname}:{port}/api/demo2，输出JSON“["value3","value4"]”。

由于Demo比较简单，这里我们就不贴代码了。Demo准备完成后，我们需要推送docker镜像到目标仓储，然后创建部署（Deployment）以及服务（Service）。

创建部署（Deployment）资源

整个过程在前面的章节我们均有详细讲述，因此这里就不赘述了，这里我们仅提供参考的YAML定义文件：

apiVersion: apps/v1beta2 #api版本  kind: Deployment #使用部署对象  metadata:    labels: #标签列表      app: apidemo1    name: apidemo1 #部署名称    namespace: default #命名空间  spec:    replicas: 1 #副本数    selector: #选择器      matchLabels:        app: apidemo1    template: #Pod模板      metadata:        labels:          app: apidemo1      spec:        containers: #容器列表        - env: #环境变量设置          - name: PATH            value: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin          - name: ASPNETCORE_URLS            value: http://+:80          - name: DOTNET_RUNNING_IN_CONTAINER            value: "true"          - name: ASPNETCORE_VERSION            value: 2.2.6          image: ccr.ccs.tencentyun.com/magicodes/apidemo1:latest #镜像地址          imagePullPolicy: Always #镜像拉取策略，Always表示总是拉取最新镜像，IfNotPresent表示如果本地存在则不拉取，Never则表示只使用本地镜像          name: apidemo1  #容器名称          resources:  #资源限制            limits: #最高限制              cpu: 500m              memory: 256Mi            requests: #预分配              cpu: 250m              memory: 64Mi          workingDir: /app  #工作目录        dnsPolicy: ClusterFirst #DNS策略        restartPolicy: Always #重启策略        terminationGracePeriodSeconds: 30 #删除需要时间

镜像是公开的，基于以上YAML定义，各位可以直接基于腾讯云的容器服务的【YAML创建资源】进行创建，步骤如下：

进入容器服务，选择已有集群进入
进入工作负载面板，选择【Deployment】，点击右上角的【YAML创建资源】按钮
贴入刚刚定义的YAML，如下图所示，然后点击创建

4.接下来，需要确保创建成功。我们使用上述参考的YAML分别创建Deployment“apidemo1”和“apidemo2”如下图所示：

创建服务（Service）资源

接下来，我们来分别创建“apidemo1”和“apidemo2”Service资源。参考YAML如下所示：

apiVersion: v1  kind: Service #资源类型  metadata:    name: apidemo1  #服务名称    namespace: default  spec:    ports: #端口列表    - name: tcp-80-80      nodePort: 31010 #节点端口      port: 80  #当前端口      protocol: TCP #协议      targetPort: 80  #目标端口    selector: #标签选择器      app: apidemo1    type: NodePort  #NodePort 类型的Service

注意：因为Ingress不会暴露任意端口或协议，因此用于外部访问时，Service类型必须为NodePort或者LoadBalancer类型。

使用上述类似的“YAML创建资源”的步骤创建Service如下图所示：

我们创建的Service类型为NodePort，因此可以通过节点公网IP和上述定义的nodePort访问，如下图所示：

创建Ingress资源并配置转发规则

接下来我们需要创建Ingress并配置好转发规则达成如下目标：

使用同一个IP访问多个API服务，这里我们对应的是“apidemo1”和“apidemo2”
地址http://{IP}/api/demo1将访问应用“apidemo1”
地址http://{IP}/api/demo2将访问应用“apidemo2”

根据以上目标，我们定义YAML如下所示：

apiVersion: extensions/v1beta1  kind: Ingress  metadata:    annotations:      kubernetes.io/ingress.class: qcloud #注释,不同的Ingress控制器支持不同的注释    name: demo-ip    namespace: default  spec:    rules: #规则列表    - http: #HTTP规则        paths: #路径列表        - backend: #后端配置            serviceName: apidemo1 #后端服务名称            servicePort: 80 #服务端口          path: /api/demo1 #路径，同一个域名路径需不同    - http:        paths:        - backend:            serviceName: apidemo2 #后端服务名称            servicePort: 80 #服务端口          path: /api/demo2  #路径，同一个域名路径需不同

使用以上YAML创建资源，腾讯云会自动创建负载均衡服务并且提供负载均衡IP，如下图所示：

我们来验证下通过此IP访问是否能够达到预期结果，测试分别如下图所示：

虽然我们达成了目标，但是通过IP访问体验并不友好，如何通过域名访问呢？YAML定义定义如下所示：

apiVersion: extensions/v1beta1  kind: Ingress  metadata:    annotations:      kubernetes.io/ingress.class: qcloud #注释,不同的Ingress控制器支持不同的注释      kubernetes.io/ingress.http-rules: '[{"host":"demo.xin-lai.com","path":"/api/demo1","backend":{"serviceName":"apidemo1","servicePort":80}},{"host":"demo.xin-lai.com","path":"/api/demo2","backend":{"serviceName":"apidemo2","servicePort":80}}]' #HTTP转发规则      kubernetes.io/ingress.https-rules: "null"      kubernetes.io/ingress.rule-mix: "true"      random: "7778255514276773869"    name: demo    namespace: default  spec:    rules: #规则列表    - host: demo.xin-lai.com #主机名，可选。如不填写，则使用IP地址。      http: #HTTP规则        paths: #路径列表        - backend: #后端配置            serviceName: apidemo1 #后端服务名称            servicePort: 80 #服务端口          path: /api/demo1 #路径，同一个域名路径需不同    - host: demo.xin-lai.com #主机名，可选。如不填写，则使用IP地址。      http:        paths:        - backend:            serviceName: apidemo2 #后端服务名称            servicePort: 80 #服务端口          path: /api/demo2  #路径，同一个域名路径需不同

值得注意的是，不同的Ingress控制器支持不同的注释，因此注释的编写请参阅所使用的Ingress控制器的说明。转发规则中，host为空则使用IP。

创建完成之后，腾讯云同样会自动创建负载均衡服务并且提供负载均衡IP，如下图所示，接下来我们需要将域名“demo.xin-lai.com”解析到该负载均衡IP“193.112.232.48”：

解析完成后，我们同样进行验证：

如上图所示，我们使用域名完成了以下目标：

使用同一个域名“demo.xin-lai.com”访问了“apidemo1”和“apidemo2”
地址http://demo.xin-lai.com/api/demo1将访问应用“apidemo1”
地址http://demo.xin-lai.com/api/demo2将访问应用“apidemo2”

至此，一个简单的使用Ingress来负载分发微服务的Demo完成。当然这仅仅是微服务架构的万里长征第一步，毕竟Nginx Ingress控制器仅仅解决了服务的分发，并不具备完整的接口网关功能，对于这块，笔者推荐大家使用Kong+Kong Ingress Controller，架构如下图所示：

接下来，我们再谈谈微服务应用服务的管理问题。微服务往往有许多小服务，每个微服务都能够独立进行部署和扩展，那么必然提高了应用管理的复杂度，它们的配置、分发、版本管理等等都是一个管理的难题。在这块，有什么更好的解决方案吗？那就Helm。