kubernetes中负载均衡机制Ingress的示例分析

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一：前言
Kubernetes在设计之初就充分考虑了针对容器的服务发现与负载均衡机制，提供了Service资源，并通过kube-proxy配合cloud provider来适应不同的应用场景。随着kubernetes用户户的激增，用户场景的不断丰富，又产生了一些新的负载均衡机制。目前，kubernetes中的负载均衡?致可以分为以下几种机制：

1.Service(NodePort):直接用Service提供cluster内部的负载均衡，通过在集群的每个node上暴露一个端口，然后将这个端口映射到某个具体的service来实现的，虽然每个node的端口有很多(默认的取值范围是 30000-32767)，但是由于安全性和易用性(服务多了就乱了，还有端口冲突问题)实际使用可能并不多。

2.Ingress Controller:还是用Service提供cluster内部的负载均衡，但是通过自定义LB提供外部访问。

3.Service Load Balancer:通过向底层云平台申请创建一个负载均衡器来向外暴露服务；目前LoadBlancer Service支持的云平台已经相对完善，比如国外的GCE、DigitalOcean，国内的 阿里云，私有云 OpenStack 等等，由于LoadBlancer Service深度结合了云平台，所以只能在一些云平台上来使用。

4.Custom Load Balancer:自定义负载均衡，并替代kube-proxy,一般在物理部署Kubernetes时使用，方便接入公司已有的外部服务。

二：Service

Service是对一组提供相同功能的Pods的抽象，并为它们提供一个统一的入口。借助Service,应用可以方便的实现服务发现与负载均衡，并实现应用的零宕机升级。Service通过标签来选取服务后端，一般配合Replication Controller或者Deployment 来保证后端容器的正常运行。
Service有三种类型：

1.Cluster Ip:默认类型，自动分配一个仅cluster内部可以访问的虚拟IP
2.NodePort :在ClusterIp基础上为Service在每台机器上绑定一个端口，这样可以通过:NodePort来访问该服务。
3.LoadBalancer:在NodePort的基础上,借助cloud provider创建一个外部的负载均衡器,并将请求转发到:NodePort

三：Ingress Controller

Service 虽然解决了服务发现和负载均衡的问题，但对外访问的时候，NodePort类型需要在外部搭建额外的负载均衡，而LoadBalancer需要Kubernetes必须跑在支持的cloud provider上面。 Ingress就是为了解决这些限制的。

Ingress 是一个规则的集合，它允许集群外的流量通过一定的规则到达集群内的 Service 。 request--->ingress--->service.

Ingress由三个组件组成：

1.反向代理负载均衡器：即常见的负载均衡软件，如 nginx、Haproxy 等

2.Ingress Controller： kubernetes API 进行交互，实时的感知后端 service、pod 等变化， Ingress Controller 再结合下文的 Ingress 生成配置，然后更新反向代理负载均衡器，并刷新其配置，实现动态服务发现与更新

3.Ingress：规则集合；定义了域名与Kubernetes的service的对应关系;这个规则将与 Ingress Controller 结合， Ingress Controller 将其动态写入到负载均衡器配置中，从而实现整体的服务发现和负载均衡。

四：Service Load Balancer
在Ingress出现以前，Service Load Balancer谁推荐的解决Service局限性的方式。Service Load Balancer将haproxy跑在容器中，并监控service和endpoint的变化，通过容器IP对外提供4层和7层负载均衡服务。

五：Custom Load Balancer
自定义组件，代替kube-proxy来做负载均衡。如nginx plus, kube2haproxy等。

六：Endpoints
有几种情况需要用到没有selector的service
1.使用kubernetes集群外部的数据库时。
2.service中用到了其它namespace或kubernetes集群中的service
3.在kubernetes的工作负载与集群外的后端之间互相迁移。

七： Traefik
Traefik是?款开源的反向代理与负载均衡?具。它最?的优点是能够与常?的微服务系统直接整合，可以实现?动化动态配置。?前?持Docker,Swarm, Mesos/Marathon, Mesos, Kubernetes, Consul, Etcd, Zookeeper,BoltDB, Rest API等等后端模型。

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