TF+K8s輕鬆上手丨通過Kubernetes Ingress進行高級外部應用程序連接

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Kubernetes的Ingress文檔頁面將其描述爲：

“用於管理對集羣中服務的外部訪問的API對象，通常是HTTP。Ingress可以提供負載均衡、SSL終結和基於名稱的虛擬主機。”

CNI不提供Ingress功能。這意味着Kubernetes集羣管理者通常要爲其集羣安裝、管理和支持單獨的Ingress控制器解決方案。

對於沒有內置Ingress支持的本地和公共雲中的Kubernetes部署，Tungsten Fabric捆綁了自己的Ingress控制器。它在後臺使用HAProxy並實現了Kubernetes Ingress文檔頁面中所述的所有基本功能。

在AWS上運行時，可以將Kubernetes 配置爲使用AWS的Application Load Balancer （ALB）爲其Ingress服務。通過這種方式的設置，沙箱中的Kubernetes可以最緊密地反映典型的現實部署場景。

下圖概述了示例應用程序的最終部署架構：

使用場景

Ingress控制器選項僅與使用HTTP或HTTPS的應用程序兼容。如果您的應用程序是這種情況，可能需要考慮使用Ingress來實現以下目標：

使用HTTPS保護應用程序，然後通過配置Ingress進行SSL卸載來將程序公開在網絡上；和/或
基於請求中的HTTP路徑，將傳入請求定向到不同的Kubernetes Services，例如，/blog/可以轉到Service
A，而/account/可以轉到Service B，等等。和/或
通過基於名字的虛擬主機，應用程序服務於多個DNS域，例如Host:頭設置爲test.project.com的應用去Service
C，而那些具有prod.project.com的去Service D。

通過Ingress公開示例應用

在探討上述三種情況之前，讓我們部署一個簡單的Ingress示例應用程序，類似於我們對 LoadBalancer的做法，然後在此基礎上進行構建。

確保您位於沙箱控制節點上，以root用戶身份登錄，並且位於正確的目錄中：

#確認您是root賬戶
whoami | grep root || sudo -s

#切換爲清單目錄
cd /home/centos/yelb/deployments/platformdeployment/Kubernetes/yaml

#部署具有Ingress的示例程序
kubectl create -f cnawebapp-ingress-alb.yaml

幾分鐘後，部署過程應該完成了，我們應該能夠從Internet訪問示例應用程序。首先找到Ingress的DNS名稱：

根據上面的輸出，現在可以從Internet上的http://539db10e-default-yelbui-3c9c-1330819777.us-west-1.elb.amazonaws.com上訪問我們的示例應用程序。

利用在環境中運行上述命令獲得的DNS名稱訪問Yelb，以確保其有效。

使用HTTPS保護應用程序的安全

對於此練習，我們需要生成自簽名證書，並將其添加到AWS Certificate Manager。提供Ingress功能的AWS Application Load Balancer（ALB）需要使用此功能來執行加密。

注意：對於生產用途，可能需要通過AWS Certificate Manager的相應功能來獲得完整註冊域名的“適當”證書。由於我們只是在進行練習，因此將使用自簽名的虛構域。

步驟1：生成自簽名證書，並將其添加到AWS Certificate Manager

在安裝了具有Access和Secret密鑰的AWS CLI工具的主機上執行以下步驟。這裏的密鑰允許您對Certificate Manager進行更改。

#爲虛構的域名（yelb.mydomain.com）生成自簽名證書：
openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj “/CN=yelb.mydomain.com”

#將新的證書加入到AWS Certificate Manager# 注意“–region” -這必須是同一個AWS區域# 在我們的例子中，運行Tungsten 沙箱時，它是“us-west-1”
aws acm import-certificate --certificate file://tls.crt --private-key file://tls.key --region us-west-1

如果一切順利，最後一條命令將顯示類似內容：
{ “CertificateArn”: “arn:aws:acm:us-west-1:180612498884:certificate/e7341ff5-52ef-4a7b-94b5-05643ef6ab46”}

我們將需要CertificateArn後面的值，以進行下一步。

步驟2：建立Ingress定義
確保您位於沙箱控制節點上，以root用戶身份登錄，並且位於正確的目錄中：

#確定您是root身份
whoami | grep root || sudo -s

#切換爲清單目錄
cd /home/centos/yelb/deployments/platformdeployment/Kubernetes/yaml

現在，讓我們創建一個新的Ingress定義：

接下來，我們將CertificateArn放入。在運行該命令之前對其進行編輯，並用執行步驟1時獲得arn:aws:acm:us-west-1:180612498884:certificate/e7341ff5-52ef-4a7b-94b5-05643ef6ab46的值替換該命令CertificateArn。

sed-i"s#INSERT_CERT_ARN_HERE#arn:aws:acm:us-west-1:180612498884:certificate/e7341ff5-52ef-4a7b-94b5-05643ef6ab46#" ingress-https.yaml

如果命令成功運行，則ingress-https.yaml文件將具有自簽名證書的ARN，而不是字符串INSERT_CERT_ARN_HERE。

步驟3：建立HTTPS Ingress並進行測試

#創建新的 Ingress
kubectl create -f ingress-https.yaml

運行上述命令後，請等待幾分鐘，以使新的ALB Ingress出現。然後，讓我們找到已爲其分配的DNS名稱，並嘗試連接到它：

從上面的輸出中，我們可以看到新Ingress的地址；讓我們看看它是否有效：

這說明它有效——我們可以通過加密連接訪問Yelb應用程序！

新拓撲看起來像這樣（請注意，我們仍然具有未在此圖中顯示的原始HTTP Ingress）：

總結：爲什麼要這樣做？

除了增加最終用戶的連接安全性、隱私性和數據完整性外，實現HTTPS Ingress還有一些好處：

應用程序消耗較少的計算資源，因爲加密開銷已轉移到ALB；
應用程序現在支持HTTP / 2，這是一件好事；
可以輕鬆實現將 HTTP自動重定向到HTTPS的功能。

清理

讓我們刪除添加的HTTPS Ingress，因爲在本章的其餘部分中我們不再需要它：
kubectl delete -f ingress-https.yaml

然後，在執行步驟1（生成自簽名證書並將其安裝到AWS Certificate Manager中）的計算機上，運行以下命令以刪除該證書，並確保使用您自己的值CertificateArn：

aws acm delete-certificate --certificate-arn arn:aws:acm:us-west-1:180612498884:certificate/e7341ff5-52ef-4a7b-94b5-05643ef6ab46

根據URL路徑定向請求

在某些情況下，您可能想在同一個DNS域名下運行多個應用程序。例如，www.corp.com可能支持您的主應用程序，而諸如WordPress之類的其他應用程序可能正在處理www.corp.com/blog。

對於本練習，我們假設您在“通過Ingress公開示例應用程序”這一章的開頭按照說明運行了Yelb副本。如果您是從頭開始，請跳至該部分，按照說明進行部署，然後再回來。

爲了演示通過URL路徑進行的路由，我們將在環境中添加另一個部署，並相應地更新Ingress的配置。在此新配置下，Ingress會將對/路徑的請求定向到我們的主應用程序yelb，而對/echo的路徑請求將定向爲新的應用程序EchoServer。

這是目標狀態的圖：

我們應該已經將Yelb的部分放置到位，所以我們添加EchoServer：

#創建EchoServer Deployment and Service 清單:

#現在部署它:
kubectl create -f echoserver.yaml

接下來，我們將爲Ingress創建一個更新的配置。爲此，我們將從中複製Ingress資源cnawebapp-ingress-alb.yaml，並在路由部分進行兩項更改：

將yelb的路徑從/*更新到/以免干擾echoserver；和
添加新的/echo路徑指向echoserver

注意：我們之所以要包含完整的資源定義而不是僅僅應用差異部分，是因爲Ingress對象不支持戰略性合併修補。

#更新的Ingress資源:

#現在部署它:
kubectl apply -f ingress-paths.yaml

這裏會顯示一個關於kubectl apply的警告，這個警告可以忽略。因爲我們的更新資源在本質上與rules配置相同。

更新的配置在幾秒鐘內生效，之後我們就可以檢查基於URL的路由是否有效。當我們請求基本URL /（或爲空）時，我們應該到達Yelb，如果請求/echo，我們應該返回的輸出是EchoServer。

#獲得Ingress的基本URL
baseUrl=$(kubectl get ing yelb-ui | grep amaz | awk ‘{print $3}’)echo “Our Ingress is at: ${baseUrl}”

#嘗試訪問 $baseUrl ; 應當可以得到Yelb UI頁面的內容 curl http://$ {baseUrl}

#現在嘗試/echo ; 應當得到EchoServer的輸出
curl http://${baseUrl}/echo

服務多個DNS域

當您擁有多個域名，並且爲每個域提供不同的應用程序，同時希望共享相同的Ingress基礎結構，此場景中的解決方案就很有用。這有助於節省成本，並且在某些情況下，與每個域名擁有專用的Ingress實例相比，其複雜性更低。

此練習建立在上一個基於URL定向請求的練習的基礎上。如果尚未完成，請回顧此前步驟，簡單地剪切並粘貼創建和部署echoserver.yaml清單的步驟。我們將爲Ingress新建一個，因此無需創建和部署ingress-paths.yaml。

準備好後，您應該已經有了yelb的副本和echoserver的副本。您的Ingress配置是什麼都無所謂，因爲我們將覆蓋它。

在我們的目標狀態下，Ingress將定義兩個域名yelb.mydomain.com和echo.mydomain.com，並將根據Host:HTTP頭中的值來路由傳入的請求，Web瀏覽器會自動爲您請求的URL的主機部分插入這些請求。

這是目標狀態的圖：

讓我們爲Ingress創建並部署配置，該配置將執行所需的路由：

#更新的Ingress 資源:

#現在部署它：
kubectl apply -f ingress-hosts.yaml

配置成功應用後，我們就可以進行測試了。由於域名和主機形成映射，因此我們將利用curl添加正確的Host:標頭。當設置爲yelb.mydomain.com，應該到達Yelb，設置爲echo.mydomain.com時，應該返回輸出EchoServer。

#Get the base URL of our Ingress
baseUrl=$(kubectl get ing yelb-ui | grep amaz | awk ‘{print $3}’)echo “Our Ingress is at: ${baseUrl}”

#訪問Ingress Host: 設置成 yelb; 我們應當可以得到Yelb UI頁面的內容
curl http://${baseUrl} -H “Host: yelb.mydomain.com”

#現場嘗試訪問Host:設置成 echo;我們應當可以得到 EchoServer的輸出
curl http://${baseUrl} -H “Host: echo.mydomain.com”

清理

一旦進行了足夠的測試，請隨時清理：

#刪除“yelb”和“hoserver”應用:
kubectl delete -f cnawebapp-ingress-alb.yamlkubectl delete -f echoserver.yaml

#刪除我們創建的額外的清單:
rm -f echoserver.yaml ingress-paths.yaml ingress-hosts.yaml

回顧和下一步

Kubernetes提供了三種將應用程序公開給外界的基本方式：LoadBalancer或NodePort服務類型以及Ingress。前兩個協議支持任意協議，但在協議智能方面並沒有增加太多。另一方面，Ingress提供了基於協議的功能，這使其僅與HTTP或HTTPS的應用程序兼容。

與其他功能類似，Kubernetes需要一個控制器來實現實際的Ingress功能——簡單地在Kubernetes API中創建Ingress資源並不能執行任何操作。Ingress控制器是Kubernetes集羣管理員必須安裝、監視、修補和升級的軟件的一部分。Tungsten Fabric隨附有Ingress控制器，這將使此過程更加容易。

一旦確定了應用程序該如何公開於Internet，就需要考慮如何處理有關網絡訪問控制的問題。閱讀本指南中的用例3和用例4，我們將介紹其中的一些場景。（“TF中文社區”公衆號將陸續發佈幾個用例的詳細內容，敬請關注）

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