入口网关

除了支持 Kubernetes Ingress,Istio还提供了另一种配置模式,Istio Gateway。与 Ingress 相比,Gateway 提供了更广泛的自定义和灵活性,并允许将 Istio 功能(例如监控和路由规则)应用于进入集群的流量。

本任务描述了如何配置 Istio,以使用 Istio Gateway 来将服务暴露至服务网格之外。

开始之前

  • 遵照安装指南中的文档说明,安装 Istio。

  • 确定当前目录路径为 istio 目录。

  • 启动 Httpbin 样例程序。

    如果您启用了 Sidecar 自动注入,通过以下命令部署 httpbin 服务:

    Zip

    1. $ kubectl apply -f @samples/httpbin/httpbin.yaml@

    否则,您必须在部署 httpbin 应用程序前进行手动注入,部署命令如下:

    Zip

    1. $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f @samples/httpbin/httpbin.yaml@)
  • 根据下文描述,确定 Ingress IP 和端口。

确定 Ingress IP 和端口

执行如下指令,确定您的 Kubernetes 集群是否运行在支持外部负载均衡的环境中:

  1. $ kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system
  2. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
  3. istio-ingressgateway LoadBalancer 172.21.109.129 130.211.10.121 ... 17h

如果 EXTERNAL-IP 值已设置,说明环境正在使用外部负载均衡,可以用其为 Ingress Gateway 提供服务。如果 EXTERNAL-IP 值为 <none> (或持续显示 <pending>),说明环境没有为 Ingress Gateway 提供外部负载均衡,无法使用 Ingress Gateway。在这种情况下,您可以使用服务的 Node Port 访问网关。

如果您正使用 minikube,您可以在另一个终端中运行以下命令,轻松启动一个外部负载均衡(推荐):

  1. $ minikube tunnel

选择符合自身环境的指令执行:

若已确定您的环境使用了外部负载均衡器,执行如下指令。

设置 Ingress IP 和端口:

  1. $ export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
  2. $ export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].port}')
  3. $ export SECURE_INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="https")].port}')
  4. $ export TCP_INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="tcp")].port}')

在特定的环境下,可能会使用主机名来暴露负载均衡器,而不是 IP 地址。此时,Ingress Gateway 的 EXTERNAL-IP 值将不再是 IP 地址,而是主机名。前文设置 INGRESS_HOST 环境变量的命令将执行失败。使用下面的命令更正 INGRESS_HOST 值:

  1. $ export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].hostname}')

若您的环境未使用外部负载均衡器,需要通过 Node Port 访问。执行如下命令。

设置 Ingress 端口:

  1. $ export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].nodePort}')
  2. $ export SECURE_INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="https")].nodePort}')
  3. $ export TCP_INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="tcp")].nodePort}')

基于集群供应商,设置 Ingress IP:

  1. GKE:

    1. $ export INGRESS_HOST=worker-node-address
  1. 需要创建防火墙规则,允许 TCP 流量通过 _ingressgateway_ 服务的端口。执行下面的命令,设置允许流量通过 HTTP 端口、HTTPS 安全端口,或均可:
  2. <pre><code class='language-bash' data-expandlinks='true' data-repo='istio' >$ gcloud compute firewall-rules create allow-gateway-http --allow &#34;tcp:$INGRESS_PORT&#34;

$ gcloud compute firewall-rules create allow-gateway-https –allow “tcp:$SECURE_INGRESS_PORT”

  1. IBM Cloud Kubernetes Service:

    1. $ ibmcloud ks workers --cluster cluster-name-or-id

$ export INGRESS_HOST=public-IP-of-one-of-the-worker-nodes

  1. Minikube:

    1. $ export INGRESS_HOST=$(minikube ip)
  2. Docker For Desktop:

    1. $ export INGRESS_HOST=127.0.0.1
  3. 其他环境(如:IBM Cloud Private 等):

    1. $ export INGRESS_HOST=$(kubectl get po -l istio=ingressgateway -n istio-system -o jsonpath='{.items[0].status.hostIP}')

使用 Istio Gateway 配置 Ingress

Ingress Gateway 描述运行在网格边界的负载均衡器,负责接收传入的 HTTP/TCP 连接。其中配置了对外暴露的端口、协议等。但是,与Kubernetes Ingress 资源不同,Ingress Gateway 不包含任何流量路由配置。Ingress 流量的路由使用 Istio 路由规则来配置,和内部服务请求完全一样。

让我们一起来看如何在 80 端口为 HTTP 流量配置一个 Gateway

  1. 创建 Istio Gateway

    1. $ kubectl apply -f - <<EOF
    2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
    3. kind: Gateway
    4. metadata:
    5. name: httpbin-gateway
    6. spec:
    7. selector:
    8. istio: ingressgateway # use Istio default gateway implementation
    9. servers:
    10. - port:
    11. number: 80
    12. name: http
    13. protocol: HTTP
    14. hosts:
    15. - "httpbin.example.com"
    16. EOF
  2. 为通过 Gateway 的入口流量配置路由:

    1. $ kubectl apply -f - <<EOF
    2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
    3. kind: VirtualService
    4. metadata:
    5. name: httpbin
    6. spec:
    7. hosts:
    8. - "httpbin.example.com"
    9. gateways:
    10. - httpbin-gateway
    11. http:
    12. - match:
    13. - uri:
    14. prefix: /status
    15. - uri:
    16. prefix: /delay
    17. route:
    18. - destination:
    19. port:
    20. number: 8000
    21. host: httpbin
    22. EOF

    已为 httpbin 服务创建了Virtual Service配置,包含两个路由规则,允许流量流向路径 /status/delay

    Gateways 列表规约了哪些请求允许通 httpbin-gateway 网关。 所有其他外部请求均被拒绝并返回 404 响应。

    来自网格内部其他服务的内部请求无需遵循这些规则,而是默认遵守轮询调度路由规则。您可以为 gateways 列表添加特定的 mesh 值,将这些规则同时应用到内部请求。由于服务的内部主机名可能与外部主机名不一致(譬如:httpbin.default.svc.cluster.local),您需要同时将内部主机名添加到 hosts 列表中。 详情请参考操作指南

  3. 使用 curl 访问 httpbin 服务:

    1. $ curl -s -I -HHost:httpbin.example.com "http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/status/200"
    2. HTTP/1.1 200 OK
    3. server: istio-envoy
    4. ...

    注意上文命令使用 -H 标识将 HTTP 头部参数 Host 设置为 “httpbin.example.com”。该操作为必须操作,因为 Ingress Gateway 已被配置用来处理 “httpbin.example.com” 的服务请求,而在测试环境中并没有为该主机绑定 DNS,而是简单直接地向 Ingress IP 发送请求。

  4. 访问其他没有被显式暴露的 URL 时,将看到 HTTP 404 错误:

    1. $ curl -s -I -HHost:httpbin.example.com "http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/headers"
    2. HTTP/1.1 404 Not Found
    3. ...

通过浏览器访问 Ingress 服务

在浏览器中输入 httpbin 服务的 URL 不能获得有效的响应,因为无法像 curl 那样,将请求头部参数 Host 传给浏览器。在现实场景中,这并不是问题,因为您需要合理配置被请求的主机及可解析的 DNS,从而在 URL 中使用主机的域名,譬如:https://httpbin.example.com/status/200

为了在简单的测试和演示中绕过这个问题,请在 GatewayVirtualService 配置中使用通配符 *。譬如,修改 Ingress 配置如下:

  1. $ kubectl apply -f - <<EOF
  2. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  3. kind: Gateway
  4. metadata:
  5. name: httpbin-gateway
  6. spec:
  7. selector:
  8. istio: ingressgateway # use Istio default gateway implementation
  9. servers:
  10. - port:
  11. number: 80
  12. name: http
  13. protocol: HTTP
  14. hosts:
  15. - "*"
  16. ---
  17. apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
  18. kind: VirtualService
  19. metadata:
  20. name: httpbin
  21. spec:
  22. hosts:
  23. - "*"
  24. gateways:
  25. - httpbin-gateway
  26. http:
  27. - match:
  28. - uri:
  29. prefix: /headers
  30. route:
  31. - destination:
  32. port:
  33. number: 8000
  34. host: httpbin
  35. EOF

此时,便可以在浏览器中输入包含 $INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT 的 URL。譬如,输入http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/headers,将显示浏览器发送的所有 Header 信息。

理解原理

Gateway 配置资源允许外部流量进入 Istio 服务网格,并对边界服务实施流量管理和 Istio 可用的策略特性。

在前面的步骤中,在服务网格中创建一个服务并向外部流量暴露该服务的 HTTP 端点。

问题排查

  1. 检查环境变量 INGRESS_HOST and INGRESS_PORT。确保环境变量的值有效,命令如下:

    1. $ kubectl get svc -n istio-system
    2. $ echo "INGRESS_HOST=$INGRESS_HOST, INGRESS_PORT=$INGRESS_PORT"
  2. 检查没有在相同的端口上定义其它 Istio Ingress Gateways:

    1. $ kubectl get gateway --all-namespaces
  3. 检查没有在相同的 IP 和端口上定义 Kubernetes Ingress 资源:

    1. $ kubectl get ingress --all-namespaces
  4. 如果使用了外部负载均衡器,该外部负载均衡器无法正常工作,尝试通过 Node Port 访问 Gateway

清除

删除 GatewayVirtualService 配置,并关闭服务 Httpbin

Zip

  1. $ kubectl delete gateway httpbin-gateway
  2. $ kubectl delete virtualservice httpbin
  3. $ kubectl delete --ignore-not-found=true -f @samples/httpbin/httpbin.yaml@