Кubernetes-це платформа для автоматизації розгортання, масштабування і управління контейнерними додатками. Одним з важливих компонентів Kubernetes є ingress, який дозволяє управляти вхідним трафіком в кластері і розподіляти його між різними сервісами.
Ingress працює на рівні програми та забезпечує доступ до послуг всередині кластера. Він надає єдиний точку входу для клієнтів, приховуючи деталі конфігурації і налаштування сервісів. З його допомогою можна реалізувати балансування навантаження, SSL-термінацію, маршрутизацію на основі імені домену та інші функції.
Архітектура ingress в Kubernetes складається з декількох компонентів. Головним з них є ingress контролер, який обробляє вхідні запити і приймає рішення про те, куди направити їх. Контролер працює з конфігурацією, яка визначає правила маршрутизації для різних служб.
Важливо зазначити, що ingress працює на рівні протоколів, сумісних з HTTP та HTTP. Він не може обробляти інші протоколи, такі як TCP або UDP. Однак його функціональність може бути розширена за допомогою плагінів і додаткових компонентів.
Архітектура Kubernetes ingress
Архітектура Kubernetes ingress складається з декількох основних компонентів:
1. Інгрес-контролер:
Інгрес-контролер є основною частиною архітектури Kubernetes ingress. Він слухає та аналізує вхідний трафік, отриманий від зовнішнього маршрутизатора або хмарного провайдера, і спрямовує його до відповідної Служби всередині кластера.
2. Правила вхідного трафіку:
Правила вхідного трафіку (Ingress rules) визначають, який вхідний трафік повинен бути маршрутизований до відповідного сервісу. Вони можуть бути визначені за допомогою різних атрибутів, таких як хост, шлях або порт.
3. Балансування навантаження:
Коли вхідний трафік потрапляє на інгрес-контролер, він може бути балансований між декількома екземплярами сервісу. Балансування навантаження забезпечує рівномірний розподіл трафіку між подами, щоб підтримувати високу доступність і відмовостійкість.
4. SSL / TLS термінація:
Інгрес-контролер може також виконувати термінацію SSL / TLS, що дозволяє обробляти зашифрований трафік, розшифровувати його і передавати внутрішній трафік в сервіси в зрозумілому для них форматі.
За допомогою архітектури Kubernetes ingress команда розробників може легко керувати маршрутизацією зовнішнього трафіку до відповідних сервісів всередині кластера, забезпечуючи гнучкість і масштабованість системи.
Як працює Kubernetes ingress?
Ingress працює на рівні додатків і дозволяє керувати вхідним трафіком на основі правил, визначених у його ресурсі. Він може бути налаштований для виконання різних завдань, таких як маршрутизація, балансування навантаження, шифрування трафіку і т. д.
Коли запит надходить на зовнішню IP-адресу або доменне ім'я Ingress, він отримує та обробляє запит, зіставляє його з правилами, визначеними в ресурсі Ingress, і перенаправляє запит на відповідну службу або набір послуг всередині кластера. Таким чином, Ingress забезпечує доступ до послуг всередині кластера із зовнішньої мережі.
У Kubernetes Ingress може бути реалізований за допомогою різних контролерів, таких як Nginx Ingress Controller, Traefik, HAProxy та інших. Контролери інкапсулюють логіку роботи мережевого рівня і управління правилами Ingress і забезпечують передачу трафіку між зовнішньою мережею і сервісами всередині кластера.
Використання Ingress в Kubernetes полегшує управління вхідним трафіком в кластері, дозволяє прозоро масштабувати і маршрутизувати запити і забезпечує високу доступність і продуктивність веб-додатків в Kubernetes.
Основні компоненти Ingress контролера
Правила Ingress визначають спосіб маршрутизації трафіку. Кожне правило складається з хоста (доменного імені) І списку шляхів. При запиті, Ingress контролер зіставляє хост і шлях запиту з правилами і перенаправляє запит на відповідний сервіс всередині кластера.
Правила Service визначають як маршрутизувати трафік на сервіси всередині кластера. Кожне правило служби в Ingress містить назву послуги, яку слід знайти, і порт, на який слід перенаправити трафік.
Ingress об'єкти визначають правила і настройки, використовувані для управління вхідним трафіком. Вони містять інформацію про правила маршрутизації, а також про налаштування SSL, авторизацію та інші параметри.
Ingress контролери - це процеси, що працюють на вузлах кластера Kubernetes. Вони відстежують Об'єкти Ingress і обробляють заявки на маршрутизацію трафіку відповідно до налаштувань. Існує кілька варіантів Ingress контролерів, включаючи Nginx, Traefik і istio.
Зовнішній доступ до сервісів Kubernetes
Робота з ingress здійснюється через створення об'єктів Kubernetes, таких як Ingress-контролери і Ingress-правила. Ingress-контролер-це процес, який керує та маршрутизує вхідний трафік, а Ingress-правила вказують, які дії слід вжити з конкретним запитом, наприклад, перенаправлення на іншу службу або повернення помилки.
Ingress може працювати з різними протоколами, такими як HTTP, HTTPS, TCP та UDP, і забезпечує такі функції, як балансування навантаження, автоматичне масштабування та шифрування трафіку.
Зовнішній доступ до служб Kubernetes здійснюється через спрощену URL-адресу, яка називається хостом. Цей хост є частиною правила ingress і може бути представлений іменем домену або IP-адресою. Наприклад, для зовнішнього доступу до сервісу з ім'ям "my-service" за адресою "example.com", в Ingress-правилі вказується хост "example.com" , який буде маршрутизувати трафік до сервісу "my-service".
Таким чином, використання ingress дозволяє ефективно організувати зовнішній доступ до сервісів Kubernetes, що є однією з ключових можливостей Платформи.
Механізм роботи маршрутизації
Механізм роботи маршрутизації в Kubernetes заснований на використанні об'єкта Ingress, який діє як контролер маршрутів. Ingress визначає правила маршрутизації для вхідних запитів, дозволяючи різним службам і підпрограм у кластері Kubernetes приймати веб-трафік.
Основне завдання Ingress полягає в тому, щоб маршрутизувати веб-трафік на основі інформації з вхідних запитів. Для цього Ingress використовує підхід, заснований на хості або шляху запиту. Коли запит надходить на вхід кластера Kubernetes, Ingress контролер обробляє його і перенаправляє на відповідну службу всередині кластера.
Всередині Kubernetes кластера маршрутизація зазвичай виконується за допомогою балансира навантаження, який розподіляє вхідний запит на відповідний Ingress контролер. Контролер Ingress потім обробляє запит, визначає його хост або шлях і перенаправляє його на відповідну службу або підпрограму всередині кластера.
Для визначення маршрутів Ingress використовує правила маршрутизації, які визначають відповідність між вхідним запитом та певною службою всередині кластера. Правила маршрутизації можуть бути визначені на основі хоста або шляху запиту, і можуть бути налаштовані для перенаправлення на різні служби в залежності від цих значень.
Однією з переваг механізму роботи маршрутизації в Kubernetes є можливість використання однієї зовнішньої IP-адреси для декількох веб-служб, що полегшує налаштування та керування вхідним веб-трафіком всередині кластера.
| Переваги механізму маршрутизації |
|---|
| Спрощення налаштування вхідного веб-трафіку |
| Можливість використання однієї IP-адреси для декількох служб |
| Гнучкість налаштування маршрутів на основі хоста або шляху запиту |
| Зручний контроль над вхідним веб-трафіком |
Масштабування і відмовостійкість
Горизонтальне масштабування в Kubernetes дозволяє збільшити кількість запущених сервісів, щоб обробляти великий обсяг трафіку. При необхідності можна додати нові поди в інфраструктуру, щоб забезпечити високу продуктивність і розподіленість навантаження.
Крім того, Kubernetes також гарантує відмовостійкість у разі збоїв або неполадок. У разі, якщо один з подів недоступний або перестає функціонувати, Kubernetes автоматично запускає новий Під, щоб замінити непрацюючий. Це дозволяє забезпечити безперервну роботу сервісів і мінімізувати простої.
| Переваги масштабування та відмовостійкості в Kubernetes: |
|---|
| 1. Горизонтальне масштабування для обробки великого обсягу трафіку. |
| 2. Можливість додавання нових подів для розподілу навантаження. |
| 3. Автоматичне відновлення при збоях або неполадках. |
| 4. Забезпечення безперервної роботи сервісів. |
Використання ingress-контролера
Переваги використання ingress-контролера включають:
| Перевага | Опис |
|---|---|
| Управління маршрутизацією | Ingress дозволяє налаштувати правила маршрутизації, наприклад, на основі шляху URL-адреси або хоста запиту. Це дозволяє забезпечити доступ до різних сервісів з використанням одного IP-адреси і порту. |
| Балансування навантаження | Ingress може розподіляти вхідний трафік між декількома екземплярами програми, щоб поліпшити продуктивність і стійкість роботи системи. |
| TLS-термінація | Ingress може виконувати розшифровку трафіку HTTPS і передавати його внутрішнім сервісам в зашифрованому вигляді. Це забезпечує безпеку комунікації між клієнтами та сервісами. |
| Підтримка статичних файлів | Ingress може служити статичним файлам, таким як зображення, CSS та JavaScript, що полегшує надання статичного вмісту. |
Використання ingress-контролера робить управління вхідним трафіком більш гнучким і ефективним, забезпечуючи кращу продуктивність і безпеку роботи ваших додатків в кластері Kubernetes.
Переваги використання Kubernetes ingress
Впровадження та використання Kubernetes ingress в архітектурі додатків на платформі Kubernetes надає ряд значних переваг.
| Перевага | Опис |
| Спрощення налаштування маршрутизації | Використання ingress дозволяє об'єднати безліч сервісів і встановити єдиний URL-префікс для доступу до них. Це значно полегшує налаштування маршрутизації всередині кластера та полегшує управління програмами. |
| Гнучкість конфігурації | Налаштовуючи ingress, розробники можуть легко додавати та змінювати правила маршрутизації без необхідності змінювати код або перезавантажувати служби. Це дозволяє гнучко налаштовувати маршрутизацію залежно від вимог програми. |
| Балансування навантаження | Ingress підтримує балансування навантаження, що дозволяє рівномірно розподіляти запити між сервісами і легко масштабувати навантаження на кластер. Це забезпечує високу доступність і відмовостійкість веб-додатків. |
| Можливість використання SSL / TLS | За допомогою ingress можна налаштувати безпечне з'єднання з використанням протоколу SSL/TLS. Це забезпечує шифрування даних, підвищує безпеку програми та захищає інформацію користувачів. |
| Зручне управління доменами і піддоменами | У Kubernetes ingress можна налаштувати різні домени і субдомени для доступу до сервісів і додатків. Це дозволяє зручно управляти і адмініструвати доменами в рамках кластера. |
Загалом, використання Kubernetes ingress полегшує налаштування та керування маршрутизацією в Kubernetes, забезпечує гнучкість конфігурації, покращує безпеку та доступність веб-додатків, а також полегшує адміністрування доменів та субдоменів.
Альтернативні варіанти зовнішнього доступу до сервісів
Окрім використання Kubernetes ingress для управління зовнішнім доступом до послуг, є й інші альтернативні варіанти.
Одним з них є безпосереднє використання IP-адрес та портів для доступу до служб всередині кластера. Цей підхід може бути корисним, коли не потрібно більш складного налаштування та маршрутизації трафіку, і коли зовнішній доступ здійснюється безпосередньо через IP-адреси нод кластера.
Ще один варіант-використовувати сервіси LoadBalancer. В цьому випадку, Хмарний провайдер автоматично створює балансувальник навантаження і присвоює йому зовнішній IP-адресу. Трафік потім маршрутизується через балансир, який розподіляє його між подами сервісу.
Також можна використовувати сервіси NodePort, які відкривають певний порт на всіх нодах кластера. Трафік, що надходить на цей порт, потім маршрутизується до pod'ам сервісу.
Нарешті, варто відзначити використання ExternalName, що дозволяє призначити зовнішнє ІМ'Я DNS службі, наприклад, доменне ім'я. При зверненні по цьому імені, запити маршрутизуються на вказану зовнішню адресу.
Підводячи підсумок, Kubernetes ingress надає потужний і гнучкий механізм для управління зовнішнім доступом до сервісів, проте в деяких випадках можуть бути корисні і альтернативні варіанти, такі як використання IP-адрес і портів, сервісів LoadBalancer, NodePort або ExternalName.