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Kubernetes Ingress 深度解析

news 来源：原创 2025/5/16 13:26:14

Kubernetes Ingress 深度解析

一、Ingress 基本概念

Ingress 是 Kubernetes 中管理外部访问集群服务的 API 对象，提供 HTTP/HTTPS 路由规则，实现以下功能：

基于域名/路径的路由
TLS/SSL 终止
负载均衡
流量控制

与传统服务的区别

特性	Ingress	Service (NodePort/LoadBalancer)
协议支持	HTTP/HTTPS/GRPC	所有TCP/UDP协议
路由能力	基于主机名和路径的复杂路由	简单的端口转发
实现层级	L7 (应用层)	L4 (传输层)
外部依赖	需要Ingress Controller	不需要额外组件

二、核心架构组成

1. Ingress 资源 (YAML定义)

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: example-ingressannotations:nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:rules:- host: "example.com"http:paths:- pathType: Prefixpath: "/shop"backend:service:name: shop-serviceport:number: 80

2. Ingress Controller

常见实现：

Nginx Ingress Controller
Traefik
HAProxy Ingress
AWS ALB Ingress Controller
Istio Gateway

三、Ingress 详细配置

1. 路由规则类型

路径匹配方式

paths:
- path: /staticpathType: Prefix  # 前缀匹配
- path: /exactpathType: Exact    # 精确匹配
- path: /regexpathType: ImplementationSpecific  # 实现特定

多主机名配置

rules:
- host: "shop.example.com"http: {...}
- host: "blog.example.com"http: {...}

2. TLS 配置

spec:tls:- hosts:- "example.com"secretName: example-tls  # 存储证书的Secret

创建证书Secret：

kubectl create secret tls example-tls \--cert=path/to/cert.pem \--key=path/to/key.pem

3. 注解扩展功能（以Nginx为例）

annotations:# 限速设置nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rpm: "100"# 跨域支持nginx.ingress.kubernetes.io/enable-cors: "true"# 重写规则nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2# 会话保持nginx.ingress.kubernetes.io/affinity: "cookie"

四、部署实践

1. 安装Ingress Controller（以Nginx为例）

# 使用官方部署清单
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.1/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

2. 验证安装

# 检查Controller Pod
kubectl get pods -n ingress-nginx# 获取外部IP
kubectl get svc -n ingress-nginx

3. 完整部署示例

# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: web-app
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- name: webimage: nginx:1.21ports:- containerPort: 80
---
# service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: web-service
spec:selector:app: webports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 80
---
# ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: web-ingress
spec:rules:- host: "demo.example.com"http:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: web-serviceport:number: 80

五、高级功能

1. 流量切分 (Canary发布)

annotations:nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "20"  # 20%流量

2. 基于Header的路由

annotations:nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: "X-Canary"nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header-value: "true"

3. 身份认证

# 创建认证Secret
htpasswd -c auth foo
kubectl create secret generic basic-auth --from-file=auth

annotations:nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basicnginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth

六、性能优化

1. 配置调优

annotations:# 连接池设置nginx.ingress.kubernetes.io/upstream-keepalive-connections: "100"nginx.ingress.kubernetes.io/upstream-keepalive-timeout: "60"# 缓冲区设置nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-buffer-size: "16k"

2. 监控指标

# 启用Prometheus监控
annotations:prometheus.io/scrape: "true"prometheus.io/port: "10254"

七、常见问题排查

Ingress Controller 未分配IP

kubectl describe ingress <ingress-name>
kubectl get events -n ingress-nginx

502 Bad Gateway

# 检查后端服务
kubectl get endpoints <service-name>
kubectl logs <ingress-controller-pod>

证书问题

kubectl describe secret <tls-secret-name>
openssl s_client -connect <host>:443 -servername <host>

Ingress 作为 Kubernetes 的入口网关，通过灵活的配置可以满足各种生产环境需求。实际使用时需根据业务场景选择合适的 Controller 和配置策略。

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