【云原生】K8s Ingress rewrite与TCP四层转发讲解与实战操作

一、背景

其实在实际使用k8s ingress时，rewrite重定向和TCP转发是非常常见的，所以有必要了解基本的使用，关于Nginx Ingress更详细的介绍，可以参考我之前的文章：Kubernetes（k8s）Ingress原理

二、K8s Ingress安装

前提也是需要k8s环境，k8s环境部署可以参考我这篇文章：Kubernetes（k8s）最新版最完整版环境部署+master高可用实现（k8sV1.24.1+dashboard+harbor）

• ingress 官方网站：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/

• ingress 仓库地址：https://github.com/kubernetes/ingress-nginx

### 1、下载yaml部署文件
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.5.1/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

### 2、可以先把镜像下载，再安装
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:v1.2.0
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v1.1.1

### 3、修改镜像地址
sed -i 's@k8s.gcr.io/ingress-nginx/controller:v1.2.0\(.*\)@registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:v1.2.0@' deploy.yaml
sed -i 's@k8s.gcr.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.1.1\(.*\)$@registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v1.1.1@' deploy.yaml

### 4、还需要修改两地方
#1、kind: 类型修改成DaemonSet
#2、在dnsPolicy: ClusterFirst下面添加，去掉dnsPolicy: ClusterFirst：
#dnsPolicy: ClusterFirstWithHostNet
#hostNetwork: true
#3、把LoadBalancer修改成NodePort
#4、在--validating-webhook-key下面添加- --watch-ingress-without-class=true

kubectl apply -f deploy.yaml

三、K8s Ingress rewrite 讲解与使用

1）配置说明

Ingress rewrite实现是通过在annotations
下添加对应的字段，annotations 参数说明：

想了解更多annotations参数，可以参考官方文档：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/user-guide/nginx-configuration/annotations/

2）示例演示

1、部署应用

# 添加chart源
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

# 安装Nginx 
helm pull bitnami/nginx --version 13.2.1
helm install my-nginx-1 ./nginx-13.2.1.tgz

# 安装Apache
helm pull bitnami/apache --version 9.2.7
helm install my-apache-1 ./apache-9.2.7.tgz

2、配置ingress rewrite转发（http）

【示例1】

cat >ingress-http-test1.yaml<<EOF
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: minimal-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: 
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: test
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-nginx-1
            port:
              number: 80
EOF

【示例2】域名转发

cat >ingress-http-test2.yaml<<EOF
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: http-ingress-test
  annotations:   # 注解
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: "/$1"  # 重写
spec:
  ingressClassName: "nginx"  # 控制器选择为Nginx
  rules:
  - host: ingress-http-test2.com
    http:
      paths:
      - path: nginx-1/(.*)$
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-nginx-1
            port:
              number: 80
      - path: apache-1/(.*)$
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-apache-1
            port:
              number: 80
EOF

配置hosts

192.168.182.110 ingress-http-test2.com

http://ingress-http-test2.com/nginx-1/

http://ingress-http-test2.com/apache-1/

3、配置ingress rewrite转发（https）

【1】创建证书（有证书可忽略）

首先需要证书，如果没有证书，可以按照下面命令创建证书

openssl genrsa -out ingress-http-test2.key 2048
openssl req -new -x509 -key ingress-http-test2.key -out ingress-http-test2.cert -days 360 -subj CN=ingress-http-test2.com

【2】创建 Secret

kubectl create secret tls https-tls-test --cert=ingress-http-test2.cert --key=ingress-http-test2.key

【3】Ingress引用Secret资源实现HTTPS

cat >ingress-https-test.yaml<<EOF
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: https-ingress-test
  annotations:   # 注解
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: "/$1"  # 重写
spec:
  ingressClassName: "nginx"  # 控制器选择为Nginx
  rules:
  - host: ingress-http-test2.com
    http:
      paths:
      - path: nginx-1/(.*)$
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-nginx-1
            port:
              number: 80
      - path: apache-1/(.*)$
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-apache-1
            port:
              number: 80
  tls:   # tls资源
  - hosts:
    - ingress-http-test2.com
    secretName: https-tls-test
EOF

https://ingress-http-test2.com/nginx-1/

https://ingress-http-test2.com/apache-1/

四、K8s Ingress TCP四层转发

Ingress配置转发端口本质，还是利用service nodePort能力，通过暴露ingress的本地端口来转发。Ingress 默认不支持TCP or UDP services。因此Ingress controller使用--tcp-services-configmap
和--udp-services-configmap
这两个配置达到转发端口的目的。

1）开启tcp/udp转发

检查nginx-ingress是否开启tcp/udp转发，如果没开启，需要修改deployment ingress-nginx的参数配置，添加–tcp-service-configmap，如下：

执行更新

kubectl apply -f deploy.yaml

2）部署应用（mysql）

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm pull bitnami/mysql --version 9.4.4
tar -xf mysql-9.4.4.tgz

helm install my-mysql ./mysql --version 9.4.4 --set global.storageClass='nfs-client' --set architecture='replication'

3）更改ingress-nginx的service，声明tcp和udp用的端口号

### 先查看
kubectl get svc -n ingress-nginx
### 添加对应配置
kubectl edit svc ingress-nginx-controller -n ingress-nginx

### 再查看
kubectl get svc -n ingress-nginx

3）定义configmap

格式为<ingress-controller-svc-port>:"<namespace>/<service-name>:<port>
"。
例如下面配置的data第一行表示将default
命名空间下的kuard
服务的9527
端口映射到ingress-controller service的30880
端口，即可通过ingress-controller的service ip加30880
端口访问到kuard
服务。

cat >tcp-services.yaml<<EOF
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: tcp-services
  namespace: ingress-nginx
data:
  30336: "default/my-mysql-primary:3306"
EOF

4）检查

进入nginx-ingress容器查看TCP services处会出现对应的负载配置

kubectl exec -it -n ingress-nginx `kubectl get pods -n ingress-nginx |grep ingress-nginx-controller|head -1|awk '{print $1}'` -- cat nginx.conf

从上面看用nginx ingress做tcp转发还是比较麻烦的，所以这里推荐使用istio，有不清楚的istio的，可以参考我这篇文章：【云原生】Kubernetes（k8s）Istio Gateway 介绍与实战操作

K8s Ingress rewrite与TCP四层转发讲解与实战操作就先到这里了，有疑问的小伙伴欢迎留言，后续会持续更新【大数据+云原生】相关的文章~