Ingress NginxController安装、域名重定向Redirect、前后端分离Rewrite、错误代码重定向、SSL、匹配请求头、基本认证、黑/白名单、速率限制、实现灰度/金丝雀发布并举例

Ingress是Kubernetes集群中用于暴露服务的一种资源对象，它可以将外部请求路由到集群内部的Service上。而Nginx作为最流行的Ingress Controller之一，具有丰富的功能和配置选项。下面我将详细说明Nginx Ingress Controller的安装、域名重定向、前后端分离重写、错误代码重定向、SSL、匹配请求头、基本认证、黑/白名单、速率限制以及实现灰度/金丝雀发布，并提供相应的示例。

1. Nginx Ingress Controller安装

要安装Nginx Ingress Controller，可以按照以下步骤进行：

1. 创建一个Kubernetes集群，并确保集群的网络插件正常运行。
2. 使用Helm或kubectl等工具部署Nginx Ingress Controller的YAML文件。这个文件包含了Nginx Ingress Controller的配置和所需的资源定义。
3. 配置Ingress资源，指定需要暴露的服务和路由规则。

2. 域名重定向（Redirect）

要实现域名重定向，可以在Ingress资源中使用annotations字段配置Nginx的rewrite规则。例如：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   annotations:  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2  
 
   name: example-ingress  
 
   namespace: default  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: old.example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /somepath(/|$)(.*)  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: example-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80

在上面的示例中，所有来自old.example.com/somepath的请求将被重定向到/路径。

3. 前后端分离重写（Rewrite）

前后端分离重写可以通过在Ingress资源中配置rewrite规则来实现。例如：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   annotations:  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2  
 
   name: rewrite-ingress  
 
   namespace: default  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /api(/|$)(.*)  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: api-service  
 
                 port:  
 
                   number: 8080  
 
           - path: /ui(/|$)(.*)  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: ui-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80

在上面的示例中，所有以/api开头的请求将被重写到api-service服务的8080端口，而所有以/ui开头的请求将被重写到ui-service服务的80端口。

4. 错误代码重定向

要实现错误代码重定向，可以在Ingress资源中使用errorPages字段配置Nginx的错误页面处理。例如：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: error-pages-ingress  
 
   namespace: default  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: example-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80  
 
         errorPages:  
 
           - errorCode: "500"  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: error-page-service  
 
                 port:  
 
                   number: 8080

在上面的示例中，当发生500错误时，请求将被重定向到error-page-service服务的8080端口。

5. SSL配置

SSL（安全套接层）用于在客户端和服务器之间提供加密通信，保护数据在传输过程中的安全性。在Kubernetes的Ingress资源中，可以通过配置TLS来启用SSL。

示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: ssl-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"  
 
 spec:  
 
   tls:  
 
     - hosts:  
 
         - secure.example.com  
 
       secretName: example-tls-secret  
 
   rules:  
 
     - host: secure.example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: secure-service  
 
                 port:  
 
                   number: 443

在上面的示例中，Ingress资源配置了TLS，以secure.example.com为主机名，并使用名为example-tls-secret的Secret资源来提供SSL证书和私钥。所有到secure.example.com的HTTP请求都会被重定向到HTTPS。

6. 匹配请求头

Ingress可以基于请求头来匹配和路由流量。

示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: header-match-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /api  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: api-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80  
 
             headers:  
 
               - name: X-API-Key  
 
                 exact: "secret-key"

在这个示例中，Ingress资源配置了基于请求头X-API-Key的精确匹配。只有当请求头中包含X-API-Key且其值为secret-key时，请求才会被路由到api-service。

7. 基本认证

基本认证是一种简单的身份验证机制，它要求客户端在请求中包含用户名和密码。

示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: basic-auth-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth-secret  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: "Authentication Required"  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: secure.example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /admin  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: admin-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80

在这个示例中，Ingress资源配置了基本认证，使用名为basic-auth-secret的Secret资源来提供用户名和密码。所有到secure.example.com/admin的请求都需要通过基本认证。

8. 黑/白名单

黑/白名单是网络安全策略中常见的控制机制，用于允许或拒绝特定IP地址或CIDR块对服务的访问。

白名单示例：

 apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: whitelist-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/whitelist-source-range: "10.0.0.0/8, 192.168.0.0/16"  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: example-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80

在这个白名单示例中，只有来自10.0.0.0/8和192.168.0.0/16这两个CIDR块的IP地址才能访问example.com网站。

黑名单示例：

 apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: blacklist-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/blacklist-source-range: "127.0.0.1/32, 192.168.1.0/24"  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: example-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80

在这个黑名单示例中，来自127.0.0.1/32（本地回环地址）和192.168.1.0/24这个CIDR块的IP地址将被拒绝访问example.com网站。

9. 速率限制

速率限制是一种安全措施，用于限制来自特定IP地址的请求频率，以防止服务受到恶意gongji或资源耗尽。

示例：

 apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: rate-limit-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps: "5;1m"  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rpm: "200;1m"  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
     - host: rate-limited.example.com  
 
       http:  
 
         paths:  
 
           - path: /  
 
             pathType: Prefix  
 
             backend:  
 
               service:  
 
                 name: rate-limited-service  
 
                 port:  
 
                   number: 80

在这个速率限制示例中，来自任何单一IP地址的请求被限制为每分钟不超过5个请求（RPS，Requests Per Second），且整个Ingress控制器每分钟接受的总请求数不超过200个（RPM，Requests Per Minute）。这有助于防止服务受到洪水gongji。

10、灰度发布

当实现灰度发布时，目标是在不中断现有服务的情况下，逐步将一部分用户流量导向新版本的服务，以便对新版本进行实际生产环境的测试。通过这种方式，你可以监控新版本的表现，并在必要时快速回滚到旧版本。以下是如何在Kubernetes环境中使用Ingress实现灰度发布的详细说明和示例。

实现灰度发布的步骤

1. 部署新旧版本的服务：首先，确保你已经在Kubernetes集群中部署了新旧两个版本的服务。这两个服务通常是同一个应用的不同版本，但运行在不同的Deployment或Pod上。
2. 创建Ingress资源：接下来，你需要创建一个Ingress资源来定义流量路由规则。Ingress资源将配置外部访问你的服务的方式。
3. 配置权重：在Ingress资源中，你可以使用注解来配置权重，这决定了流量被路由到新旧版本服务的比例。
4. 监控和回滚：在灰度发布期间，密切监控新版本服务的表现。如果发现任何问题，可以通过调整Ingress资源中的权重来快速回滚到旧版本。

举例

假设我们有一个名为myapp的应用，它有两个版本：v1和v2。我们想要实现灰度发布，将20%的流量路由到新版本v2，其余80%的流量保持路由到旧版本v1。

首先，确保你已经部署了myapp-v1和myapp-v2两个服务。

然后，创建一个Ingress资源来配置灰度发布：

 apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: myapp-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     # 使用Nginx Ingress Controller的注解来实现灰度发布  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"  
 
     # 设置权重，将20%的流量路由到canary service  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "20"  
 
     # 设置canary服务的名称  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: "X-Forward-User-Agent"  
 
     # 设置canary服务的匹配模式，这里以User-Agent头信息为例  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header-pattern: "iPhone|Android"  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
   - host: myapp.example.com  
 
     http:  
 
       paths:  
 
       - path: /  
 
         pathType: Prefix  
 
         backend:  
 
           service:  
 
             name: myapp-v1  
 
             port:  
 
               number: 80  
 
         # 指定金丝雀服务的后端  
 
         canaryBackend:  
 
           service:  
 
             name: myapp-v2  
 
             port:  
 
               number: 80

在这个例子中，我们使用了Nginx Ingress Controller的注解来实现灰度发布。canary注解启用了灰度发布功能，canary-weight设置了权重为20，意味着20%的流量将被路由到myapp-v2服务。我们还设置了canary-by-header和canary-by-header-pattern，这意味着只有User-Agent头信息匹配指定模式的请求才会被路由到金丝雀服务。

通过这种方式，你可以根据需求调整权重，逐步增加或减少路由到新版本服务的流量比例。同时，通过监控和日志记录，你可以收集新版本服务在实际生产环境中的表现数据，以便在必要时进行调整或回滚。

11、金丝雀发布（Canary Release） 是一种在软件部署中常用的策略，它允许将一部分用户流量逐渐导向新版本的服务，以便在实际生产环境中对新版本进行验证和测试。这种发布方式通过逐步增加新版本服务的流量比例，可以确保在出现问题时能够迅速回滚，同时收集用户对新版本的反馈。

在Kubernetes环境中，Ingress资源用于配置外部访问集群内服务的路由规则，是实现金丝雀发布的关键组件之一。通过Ingress资源，你可以定义流量分割规则，将一部分流量路由到新版本的服务，而其余流量则继续路由到旧版本的服务。

金丝雀发布的步骤

1. 部署新旧版本的服务：首先，确保你已经在Kubernetes集群中部署了新旧两个版本的服务。这两个服务通常是同一应用的不同版本，运行在不同的Deployment或Pod上。
2. 创建Ingress资源：接下来，创建一个Ingress资源来配置流量路由规则。在Ingress资源中，你可以使用注解来定义金丝雀发布的具体策略。
3. 配置流量分割：在Ingress资源中，通过注解指定金丝雀发布的流量分割比例。例如，你可以将10%的流量路由到新版本服务，而其余90%的流量继续路由到旧版本服务。
4. 监控和回滚：在金丝雀发布期间，密切监控新版本服务的表现。如果发现任何问题或性能下降，可以迅速调整Ingress资源中的流量分割比例，将更多流量路由回旧版本服务，或者完全禁用新版本服务。

举例

假设我们有一个名为webapp的Web应用，它有两个版本：v1（旧版本）和v2（新版本）。我们希望通过金丝雀发布将5%的流量导向v2版本，以收集用户反馈并进行性能测试。

首先，确保你已经部署了webapp-v1和webapp-v2两个服务。

然后，创建一个Ingress资源来配置金丝雀发布：

apiVersion: networking.k8s.io/v1  
 
 kind: Ingress  
 
 metadata:  
 
   name: webapp-ingress  
 
   annotations:  
 
     kubernetes.io/ingress.class: nginx  
 
     # 启用金丝雀发布  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"  
 
     # 设置金丝雀发布的流量分割比例，这里是5%  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "5"  
 
     # 设置金丝雀服务的名称  
 
     nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: "X-Canary"  
 
 spec:  
 
   rules:  
 
   - host: webapp.example.com  
 
     http:  
 
       paths:  
 
       - path: /  
 
         pathType: Prefix  
 
         backend:  
 
           service:  
 
             name: webapp-v1  
 
             port:  
 
               number: 80  
 
         # 指定金丝雀服务的后端  
 
         canaryBackend:  
 
           service:  
 
             name: webapp-v2  
 
             port:  
 
               number: 80

在这个例子中，我们使用了Nginx Ingress Controller的注解来配置金丝雀发布。canary注解启用了金丝雀发布功能，canary-weight设置了权重为5，意味着5%的流量将被路由到webapp-v2服务。我们还设置了canary-by-header，这意味着只有请求头中包含特定标记（例如X-Canary）的请求才会被路由到金丝雀服务。

通过这种方式，你可以逐步增加或减少路由到新版本服务的流量比例，以便在实际生产环境中对新版本进行验证和测试。同时，通过监控和日志记录，你可以收集新版本服务在实际生产环境中的表现数据，以便在必要时进行调整或回滚。