使用Ingress來負載分發微服務

2019 年 10 月 10 日
筆記

使用Ingress來負載分發微服務

NodePort Service存在太多缺陷，不適合生產環境。LoadBlancer Service則不太靈活，比如針對微服務架構，那麼不同服務是否需要多個負載均衡服務呢？那麼，我們還有其他選擇么？那就是Ingress。

Ingress將集群外部的HTTP和HTTPS路由暴露給集群中的Service，相當於集群的入口，而入口規則則由Ingress定義的規則來控制。在使用Ingress之前，我們先需要有一個Ingress Controller（入口控制器），例如ingress-nginx。Ingress負責定義抽象的規則，而Ingress Controller負責具體實現。通常情況下，Ingress搭配負載均衡一起使用。接下來，筆者結合一個簡單的微服務Demo來使用Ingress進行負載分發。由於需要使用到負載均衡服務，本教程使用騰訊雲容器服務進行講解。

Demo規劃

為了便於大家理解，我們先做一個簡單的規劃。整體規劃圖如下所示：

如圖所示，整體步驟如下所示：

我們需要開發兩個應用，分別為apidemo1和apidemo2，並提供不同的介面服務；
然後需要將兩個應用分別部署到k8s集群，並且分別創建不同的Service；
接下來，我們需要創建Ingress，配置不同的轉發規則；
最後，為了訪問方便，我們需要配置域名映射。

準備Demo並完成部署

如上所述，接下來我們進入開發環節。

為了完成我們上述的目標，我們需要提供以下兩個demo（不限程式語言）：

apidemo1

如下圖所示，apidemo1的訪問路徑為https://{hostname}:{port}/api/demo1，輸出JSON「["value1","value2"]」。

注意：apidemo1和apidemo2均需支援80埠和443埠訪問。

apidemo2

如下圖所示，apidemo2的訪問路徑為https://{hostname}:{port}/api/demo2，輸出JSON「["value3","value4"]」。

由於Demo比較簡單，這裡我們就不貼程式碼了。Demo準備完成後，我們需要推送docker鏡像到目標倉儲，然後創建部署（Deployment）以及服務（Service）。

創建部署（Deployment）資源

整個過程在前面的章節我們均有詳細講述，因此這裡就不贅述了，這裡我們僅提供參考的YAML定義文件：

apiVersion: apps/v1beta2 #api版本  kind: Deployment #使用部署對象  metadata:    labels: #標籤列表      app: apidemo1    name: apidemo1 #部署名稱    namespace: default #命名空間  spec:    replicas: 1 #副本數    selector: #選擇器      matchLabels:        app: apidemo1    template: #Pod模板      metadata:        labels:          app: apidemo1      spec:        containers: #容器列表        - env: #環境變數設置          - 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 #鏡像地址          imagePullPolicy: Always #鏡像拉取策略，Always表示總是拉取最新鏡像，IfNotPresent表示如果本地存在則不拉取，Never則表示只使用本地鏡像          name: apidemo1  #容器名稱          resources:  #資源限制            limits: #最高限制              cpu: 500m              memory: 256Mi            requests: #預分配              cpu: 250m              memory: 64Mi          workingDir: /app  #工作目錄        dnsPolicy: ClusterFirst #DNS策略        restartPolicy: Always #重啟策略        terminationGracePeriodSeconds: 30 #刪除需要時間

鏡像是公開的，基於以上YAML定義，各位可以直接基於騰訊雲的容器服務的【YAML創建資源】進行創建，步驟如下：

進入容器服務，選擇已有集群進入
進入工作負載面板，選擇【Deployment】，點擊右上角的【YAML創建資源】按鈕
貼入剛剛定義的YAML，如下圖所示，然後點擊創建

4.接下來，需要確保創建成功。我們使用上述參考的YAML分別創建Deployment「apidemo1」和「apidemo2」如下圖所示：

創建服務（Service）資源

接下來，我們來分別創建「apidemo1」和「apidemo2」Service資源。參考YAML如下所示：

apiVersion: v1  kind: Service #資源類型  metadata:    name: apidemo1  #服務名稱    namespace: default  spec:    ports: #埠列表    - name: tcp-80-80      nodePort: 31010 #節點埠      port: 80  #當前埠      protocol: TCP #協議      targetPort: 80  #目標埠    selector: #標籤選擇器      app: apidemo1    type: NodePort  #NodePort 類型的Service

注意：因為Ingress不會暴露任意埠或協議，因此用於外部訪問時，Service類型必須為NodePort或者LoadBalancer類型。

使用上述類似的「YAML創建資源」的步驟創建Service如下圖所示：

我們創建的Service類型為NodePort，因此可以通過節點公網IP和上述定義的nodePort訪問，如下圖所示：

創建Ingress資源並配置轉發規則

接下來我們需要創建Ingress並配置好轉發規則達成如下目標：

使用同一個IP訪問多個API服務，這裡我們對應的是「apidemo1」和「apidemo2」
地址http://{IP}/api/demo1將訪問應用「apidemo1」
地址http://{IP}/api/demo2將訪問應用「apidemo2」

根據以上目標，我們定義YAML如下所示：

apiVersion: extensions/v1beta1  kind: Ingress  metadata:    annotations:      kubernetes.io/ingress.class: qcloud #注釋,不同的Ingress控制器支援不同的注釋    name: demo-ip    namespace: default  spec:    rules: #規則列表    - http: #HTTP規則        paths: #路徑列表        - backend: #後端配置            serviceName: apidemo1 #後端服務名稱            servicePort: 80 #服務埠          path: /api/demo1 #路徑，同一個域名路徑需不同    - http:        paths:        - backend:            serviceName: apidemo2 #後端服務名稱            servicePort: 80 #服務埠          path: /api/demo2  #路徑，同一個域名路徑需不同

使用以上YAML創建資源，騰訊雲會自動創建負載均衡服務並且提供負載均衡IP，如下圖所示：

我們來驗證下通過此IP訪問是否能夠達到預期結果，測試分別如下圖所示：

雖然我們達成了目標，但是通過IP訪問體驗並不友好，如何通過域名訪問呢？YAML定義定義如下所示：

apiVersion: extensions/v1beta1  kind: Ingress  metadata:    annotations:      kubernetes.io/ingress.class: qcloud #注釋,不同的Ingress控制器支援不同的注釋      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轉發規則      kubernetes.io/ingress.https-rules: "null"      kubernetes.io/ingress.rule-mix: "true"      random: "7778255514276773869"    name: demo    namespace: default  spec:    rules: #規則列表    - host: demo.xin-lai.com #主機名，可選。如不填寫，則使用IP地址。      http: #HTTP規則        paths: #路徑列表        - backend: #後端配置            serviceName: apidemo1 #後端服務名稱            servicePort: 80 #服務埠          path: /api/demo1 #路徑，同一個域名路徑需不同    - host: demo.xin-lai.com #主機名，可選。如不填寫，則使用IP地址。      http:        paths:        - backend:            serviceName: apidemo2 #後端服務名稱            servicePort: 80 #服務埠          path: /api/demo2  #路徑，同一個域名路徑需不同

值得注意的是，不同的Ingress控制器支援不同的注釋，因此注釋的編寫請參閱所使用的Ingress控制器的說明。轉發規則中，host為空則使用IP。

創建完成之後，騰訊雲同樣會自動創建負載均衡服務並且提供負載均衡IP，如下圖所示，接下來我們需要將域名「demo.xin-lai.com」解析到該負載均衡IP「193.112.232.48」：

解析完成後，我們同樣進行驗證：

如上圖所示，我們使用域名完成了以下目標：

使用同一個域名「demo.xin-lai.com」訪問了「apidemo1」和「apidemo2」
地址http://demo.xin-lai.com/api/demo1將訪問應用「apidemo1」
地址http://demo.xin-lai.com/api/demo2將訪問應用「apidemo2」

至此，一個簡單的使用Ingress來負載分發微服務的Demo完成。當然這僅僅是微服務架構的萬里長征第一步，畢竟Nginx Ingress控制器僅僅解決了服務的分發，並不具備完整的介面網關功能，對於這塊，筆者推薦大家使用Kong+Kong Ingress Controller，架構如下圖所示：

接下來，我們再談談微服務應用服務的管理問題。微服務往往有許多小服務，每個微服務都能夠獨立進行部署和擴展，那麼必然提高了應用管理的複雜度，它們的配置、分發、版本管理等等都是一個管理的難題。在這塊，有什麼更好的解決方案嗎？那就Helm。