一、什么是 Ingress¶

Ingress为Kubernetes集群中的服务提供了入口，Ingress 可为 Service 提供外部可访问的 URL、负载均衡流量、终止 SSL/TLS，以及基于名称的虚拟托管。在生产环境中常用的Ingress有Treafik、Nginx、HAProxy、Istio等。

相对于Service,Ingress.工作在七层(部分Ingress:控制器支持4和6层),所以可以支持HTTP协议的代理,也就是基于域名的匹配规则。

通俗来讲，Ingress和之前提到的Service、Deployment等类似，也是一个Kubernetes的资源对象，Deployment是用来部署应用的，Ingress就是实现用域名的方式访问应用。Ingress实现的方式有很多，比如Nginx、HAProxy、Treafik等，就Nginx而言，和上述提到的传统服务架构用Nginx类似。Ingress控制器在每个符合条件的宿主机上部署一个Pod，这个Pod里面运行的就是Nginx进程，里面的实现逻辑和宿主机部署Nginx的方式并无太大区别，关键区别是宿主机部署的Nginx需要更改Nginx的配置文件配置域名，而Ingress则和其他Kubernetes资源文件一样，使用YAML文件进行配置，之后Ingress控制器根据YAML文件定义的内容自动生成对应的配置文件。

在Kubernetes v1.1版中正式引用Ingress的概念，用于从集群外部到集群内部Service的HTTP和HTTPS路由，可以配置提供服务外部访问的URL、负载均衡和终止SSL，并提供基于域名的虚拟主机。流量从Internet到Ingress再到Services最后到Pod上，通常情况下，Ingress部署在所有的Node节点上，暴露443和80端口（一般通过hostNetwork的方式部署Ingress），之后再通过F5或公有云LB代理到对应的Ingress节点上，之后将域名解析到F5或公有云LB即可实现基于域名的服务发布。

二、Ingress 服务发布架构¶

传统架构 VS K8s 架构¶

下面对比一下在有无使用Kubernetes的的架构中，部署一个应用并使用域名进行发布的流程如下：

传统服务发布架构流程：

1.用户在浏览器中输入域名

2.域名解析至业务的入口IP（一般为外部负载均衡器，比如阿里云的SLB或者DMZ的网关）

3.外部负载均衡器反向代理至内网负载均衡（比如阿里云的SLB或者Nginx）

4.内网负载均衡根据自身的配置找到对应的程序

k8s服务发布架构流程：

1.用户在浏览器中输入域名

2.域名解析至业务的入口IP（一般为外部负载均衡器，比如阿里云的SLB或者DMZ的网关）

3.外部负载均衡器反向代理至Kubernetes的入口（一般为Ingress，或者通过NodePort暴露的服务等）

4.Ingress根据自身的配置找到对应的Service，再代理到对应的Service上

5.Ingress Controller监听Ingress资源，因为之前Ingress Controller配置了Service，从而通过Endpoints获取到Pod的IP:Port，直接将流量转发到对应的Pod

三、Ingress 的组成¶

下面以对比k8s架构和传统架构的方式进行说明:

Ingress相当于传统架构的nginx.conf，具有命名空间限制

Ingress Controller相当于传统架构的Nginx，没有命名空间限制

在k8s架构中，Ingress用于指定后端的那个服务，相当于传统架构中nginx.conf配置文件（用于指定后端的哪一台服务器上）；

k8s架构中的Ingress Controller等同于传统架构中的nginx，代表的是服务。

Ingress和nginx对比表格如下：

小结：

• Ingress ≈ nginx.conf 的 Kubernetes 抽象（定义规则）
• Ingress Controller ≈ 自动化的 Nginx 实例（实现规则）

四、Ingress 生产级高可用架构¶

在生产环境中，实现高可用的 Ingress 架构是非常重要的，因为 Ingress 控制着对集群内服务的流量路由和负载均衡。以下是一种常见的 Ingress 生产级高可用架构：

1.高可用 Ingress Controller：部署多个 Ingress Controller 实例，并将它们分布在不同的节点或可用区中，以确保在部分节点或区域故障时，其余 Ingress Controller 仍然可用。可以使用 Kubernetes 横向扩展功能来部署多个副本的 Ingress Controller。

2.外部负载均衡器：在 Ingress Controller 前面使用外部负载均衡器（如云厂商提供的负载均衡器或独立负载均衡器）来实现流量的分发。这样，即使某个 Ingress Controller 故障，负载均衡器仍然能够将流量路由到其他可用的 Ingress Controller。

3.内部负载均衡：对于 Ingress Controller 内部的流量负载均衡，可以使用一些负载均衡策略，如 Round Robin、Least Connections 或 IP Hash，确保流量均匀地分发给后端的服务实例。

4.备份和恢复：定期备份和持久化 Ingress Controller 的配置信息，以便在出现故障时快速恢复配置。同时，备份 Ingress Controller 的状态信息，例如 Session 状态，以保证无感知的恢复。

5.监控和告警：使用监控工具对 Ingress Controller 和后端服务进行监控，以及时发现潜在的故障并采取措施。设置合适的告警规则，及时通知运维人员。

6.异地多活：在有条件的情况下，可以考虑跨多个地理位置部署 Ingress Controller，以实现异地多活，提高整体的高可用性。

7.网络隔离：确保 Ingress Controller 所在的网络环境和后端服务的网络环境有适当的隔离，防止网络问题在整个系统中蔓延。

8.故障自动转移：使用合适的技术手段（如容器编排工具、Kubernetes 的节点故障转移等）实现 Ingress Controller 的自动转移和恢复，确保故障时的快速响应和恢复。