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关于腾讯云:使用腾讯云容器服务玩转-Nginx-Ingress

jiezi

概述

在开源社区当中，Kubernetes 的 Ingress Controller 的实现有多种形式，Nginx Ingress 只是其中的一种实现形式，当然也是目前社区中使用量最大的一种 Ingress Controller 的实现形式，其不仅功能强大，而且性能极高。本文次要介绍如何应用腾讯云容器服务实现多种形式进行 Nginx Ingress 的部署，并会简略介绍各种形式的实现原理以及优缺点和实用场景。

Nginx Ingress 是什么

Nginx Ingress 是 Kubernetes 的一种对象，通过 nginx-ingress-controller 将用户申明的 nginx-ingress 转化成 nginx 的转发规定。其外围解决的问题是流量的转发和东西向的负载平衡。
次要的工作原理是 nginx-ingress-controller 监听 api-server 的变动（Kubernetes Informers），通过 watch Kubernetes 的 Ingress、Service、Endpoint、Secret、ConfigMap 等对象变动，更改 Nginx 实例的配置，进行流量转发。

目前社区中，针对于 Nginx Ingress 次要有如下的两种实现形式

  • Kubernetes 开源社区的实现
  • Nginx 官网的实现

为什么须要 Nginx Ingress

开源社区当中，对 Ingress Controller 的实现形式有多种，每一种 Controller 都有其实用的场景以及各自的优缺点，为什么举荐应用 nginx-ingress-controller？上面咱们来探讨一下，如果不应用 nginx-ingress-controller 会给业务带来什么困扰

这里以腾讯云容器服务控制台（以下简称 TKE）默认举荐的 ingress controller 为例子，存在如下的一些问题：

  1. CLB 类型的 Ingress 能力无奈满足现有业务的需要，如无奈共享同一个外网入口，反对默认默认转发后端等
  2. 原有业务已应用了 nginx-inrgess，并且运维已习惯于配置 nginx.conf，不心愿做过多的扭转

应用 nginx-ingress-controller，可能很好地解决以上的问题。

须要什么前提条件

部署 nginx-ingress-operator

组件部署装置

进入腾讯云容器服务控制台当中，抉择须要部署 Nginx Ingress 的集群，进入集群 - 组件治理当中，部署装置 Nginx Ingess 组件，如下图：

组件装置并且失常运行

部署计划

TKE 提供了多种对于 nginx-ingress-controller 的部署计划以及接入 LB 的形式，适配不同的业务场景需要，以下会对不同的计划进行介绍。

nginx-ingress-controller 部署计划

计划一：DaemonSet + 节点池

Nginx 作为要害的流量接入网关，是至关重要的组件，不倡议将 Nginx 与其余业务部署在雷同的节点内，能够通过节点池设置污点的形式，进行部署。对于节点池的相干阐明，能够查看 腾讯云容器服务节点池概述。

应用此部署计划，应该留神如下几个事项：

  • 提前准备好部署 nginx-ingress-controller 的节点池，同时设置节点池的污点 Taint 和 Label，避免其余 Pod 调度到该节点池。
  • 确保已胜利部署装置好 nginx-ingress-operator 组件，部署形式参考上方指引

  • 进入组件详情，创立

    nginx-ingress-controller

    实例（繁多集群内可同时存在多个实例）

    • 部署形式抉择 指定节点池 DaemonSet 部署
    • 设置容忍污点
    • 设置 Request/Limit，其中 Request 需设置比节点池的机型配置小（节点自身有资源预留，防止实例因资源有余而不可用），Limit 可不设置
    • 其余参数依据业务须要进行设置即可
计划二：Deployment + HPA

应用 Deployment + HPA 的计划进行部署，您能够依据业务须要配置污点和容忍，将 Nginx 和业务 Pod 进行扩散部署。搭配 HPA，设置 CPU/ 内存等指标进行弹性伸缩。

应用此部署计划，应该留神如下几个事项：

  • 在集群中设置行将部署 nginx-ingress-controller 的节点的 Label
  • 确保已胜利部署装置好 nginx-ingress-operator 组件，部署形式参考上方指引。

  • 进入组件详情，创立

    nginx-ingress-controller

    实例（繁多集群内可同时存在多个实例）

    • 部署形式抉择 自定义 Deployment+HPA 部署
    • 设置 HPA 触发策略
    • 设置 Request/Limit
    • 设置节点调度策略，举荐 nginx-ingress-controller 独占节点，防止其余业务资源强占而导致不可用
    • 其余参数依据业务须要进行设置即可

Nginx 前端接入 LB 的部署形式

上文介绍了在 TKE 的集群当中部署 nginx-ingress-operator 和 nginx-ingress-controller 的应用流程和部署计划倡议，实现以上步骤，仅仅是在集群内部署了 Nginx 的相干组件，但要接管内部的流量，还须要配置，还须要配置 nginx 的前端 LB。以后 TKE 已实现对 Nginx Ingress 的产品化反对，能够依据业务须要抉择以下部署模式之一。

计划一：VPC-CNI 模式集群应用 CLB 直通 Nginx 的 Service（举荐）

前置条件（满足其一即可）：

  1. 集群本身网络插件为 VPC-CNI
  2. 集群本身网络插件为 Global Router，并已开启 VPC-CNI 的反对（两种模式混用）

咱们以节点池部署的负载示例

以后计划性能好，所有的 Pod 都应用的弹性网卡，弹性网卡的 Pod 是反对 CLB 直绑 Pod 的，能够绕过 NodePort，并且不须要手动保护 CLB，反对主动扩缩容，是最现实的计划。

计划二：Global Router 模式集群应用一般 LoadBalancer 模式的 Service

以后 TKE 对于 LoadBalancer 类型的 Service 默认的实现是基于 NodePort，CLB 会绑定各节点的 NodePort 作为后端的 RS，将流量转发到节点的 NodePort，而后节点再通过 Iptables 或 IPVS 将申请路由到 Service 对应的后端 Pod（指 Nginx Ingress Controller 的 Pod）。

您的集群如果不反对 VPC-CNI 的网络模式，能够通过惯例的 LoadBalancer 拜访形式的 Service 接入流量。
这是在 TKE 上部署 Nginx Ingress 最简略的形式，流量会通过一层 NodePort，多一层转发，但可能存在以下的问题：

  1. 转发门路较长，流量到 NodePort 后，还会再通过 Kubernetes 外部负载平衡，通过 Iptables 或 IPVS 转发到 Nginx，会减少一点网络耗时
  2. 通过 NodePort，必然会产生 SNAT，如果流量过于集中，容易导致源端口耗尽或者 conntrack 插入抵触而导致丢包，引发局部流量异样。
  3. 每个节点的 NodePort 也充当一个负载均衡器，CLB 如果绑定大量节点的 NodePort，负载平衡的状态就扩散在每个节点上，容易导致全局负载不均。
  4. CLB 会对 NodePort 进行衰弱探测，探测包最终会被转发到 Nginx Ingress 的 Pod，如果 CLB 绑定的节点数量多于 Nginx Ingress 的 Pod，会导致探测包对 Nginx Ingress 造成较大的压力。
计划三：应用 HostNetwork + LB

计划二尽管是最简略的部署形式，然而流量会通过一层 NodePort，且可能存在如上所形容的问题，咱们能够让 Nginx Ingress 应用 HostNetwork，CLB 间接绑定节点 IP + 端口 (80,443)。因为应用 HostNetwork，nginx ingress 的 Pod 就不能被调度到同一个节点当中，防止端口监听抵触。
因为 TKE 尚未对此计划进行产品化，能够通过提前布局，抉择局部节点，专门用于部署 nginx-ingress-controller，为节点打上 Label，而后以 DaemonSet 的形式部署在这些节点上（即 nginx-ingress-controller 的部署计划一）。

如何集成监控

TKE 通过集成 腾讯云容器团队的高性能云原生监控服务（传送门：https://console.cloud.tencent…），也可在以前公布的文章《如何用 Prometheus 监控十万 container 的 Kubernetes 集群》中理解 Prometheus，Kvass 和怎么利用 kvass 为根底的 Prometheus 集群化技术。

绑定监控实例

查看监控数据

如何采集和生产日志

TKE 通过集成 腾讯云日志服务 CLS，提供了全套残缺的产品化能力，实现 nginx-ingress-controller 的日志采集和生产能力，但须要留神如下几个事项：

  1. 前置要求：确保以后集群已开启日志采集性能
  2. 在 nginx-ingress-controller 实例中，配置日志采集的相干选项。

总结

本文梳理了如何应用腾讯云容器服务控制台玩转 Nginx Ingress，次要介绍了管制台上的对于 nginx-ingress-controller 的两种部署形式以及倡议，以及前端接入 LB 的三种形式，除了在 TKE 上进行 Nginx Ingress 的一键部署，TKE 还提供集群所部署的 nginx-ingress-controller 日志和监控的相干能力的产品化反对。对于想要在 TKE 上应用 Nginx Ingress，本文是一个很好的参考和指引。

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