Kubernetes Ingress 全方位解析

已于 2025-03-06 18:27:41 修改
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文章标签： kubernetes 容器 云原生
于 2025-03-06 14:12:45 首次发布
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_36880175/article/details/146068660
版权

模块 1：基础概念与核心组件

1.1 Ingress 是什么？

  • 定义：Kubernetes 中管理外部访问集群服务的 API 对象，提供 HTTP/HTTPS 路由、负载均衡和 TLS 终止等功能

  • 与 Service 的区别：

    • Service 提供 L4 层代理（TCP/UDP）

    • Ingress 实现 L7 层代理（HTTP/HTTPS）并提供更智能的路由规则

1.2 Ingress 的诞生背景

  • Kubernetes 服务暴露的痛点：
    • Service 类型（NodePort/LB）无法实现复杂路由
    • 多个服务需暴露多个端口或 IP
    • 缺乏统一的 TLS 管理
  • Ingress 的定位：
    • 作为集群入口的 "智能网关"
    • 实现单 IP 多服务复用
    • 支持 HTTP/HTTPS 的高级路由策略

1.3 核心组件

组件作用典型示例
Ingress Resource定义路由规则的 YAML 资源kind: Ingress
Ingress Controller实际执行路由规则的控制器Nginx, Traefik, HAProxy
Annotations控制器特定配置扩展nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target

数据流路径：

  1. 客户端请求到达 Ingress Controller
  2. Controller 解析 Ingress 规则
  3. 根据规则路由到后端 Service
  4. Service 转发到对应的 Pod

1.4 关键组件详解

1.4.1 Ingress Resource
# 完整字段说明
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-demo
  namespace: default
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  ingressClassName: nginx # 指定控制器类型
  tls: # TLS配置
    - hosts:
      - demo.example.com
      secretName: tls-secret
  rules: # 路由规则
    - host: demo.example.com
      http:
        paths:
          - path: /app
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: app-service
                port:
                  number: 80
1.4.2 Ingress Controller
组件功能实现机制扩展能力
动态配置更新监听 Ingress 资源变更支持热加载（如 Nginx reload）
健康检查主动探测后端 Service 的 Endpoints自定义健康检查路径
负载均衡算法轮询 / 最少连接 / IP 哈希支持第三方算法扩展

1.4.3 核心工作流程

1.5 协议支持扩展

1.5.1 WebSocket 支持
annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/configuration-snippet: |
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
1.5.2 gRPC 协议透传
annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/grpc-services: '{"grpc-demo": "grpc-service:50051"}'

1.6 核心优势对比

功能ServiceIngress
协议层L4（TCP/UDP）L7（HTTP/HTTPS）
路由能力端口转发路径 / 主机 / Header 路由
TLS 支持需 Pod 自行处理统一终止和管理
负载均衡简单轮询支持复杂算法
扩展性有限通过注解灵活扩展

模块 2：工作原理深度解析

2.1 配置生效流程

  1. 用户提交 Ingress YAML 到 API Server
  2. Ingress Controller 通过 List-Watch 机制获取变更
  3. 控制器解析规则生成配置文件（如 Nginx 的 conf 文件）
  4. 重新加载配置或重启服务使变更生效

2.2 路由匹配优先级

  1. 精确路径匹配（PathType: Exact）
  2. 最长前缀匹配（PathType: Prefix）
  3. 正则表达式匹配（需自定义配置）

示例说明：

paths:
  - path: /exact
    pathType: Exact
  - path: /prefix/
    pathType: Prefix
  - path: /wildcard/*
    pathType: Prefix

2.3 服务发现机制

  • 自动发现后端 Service 的 Endpoints
  • 支持静态 IP 配置（需特殊配置）
  • 集成服务网格（如 Istio 服务发现）

模块 3：典型应用场景

3.1 单入口多服务

3.2 多租户隔离

spec:
  rules:
  - host: tenant1.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        backend: tenant1-service:80
  - host: tenant2.example.com
    http:
      - path: /
        backend: tenant2-service:8080

3.3 混合协议支持

# 同时支持HTTP和HTTPS
spec:
  tls:
  - hosts:
    - secure.example.com
    secretName: tls-secret
  rules:
  - host: example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        backend: http-service:80
  - host: secure.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        backend: https-service:443

模块 4：关键术语解释

术语定义示例说明
Ingress Class定义控制器类型nginx/traefik/alb
Path Type路径匹配方式Exact/Prefix/ImplementationSpecific
Backend后端服务引用serviceName:portNumber
Virtual Host基于域名的路由*.example.com
TLS TerminationSSL 解密位置在 Ingress 层终止

模块 5：与其他组件的协同

5.1 与 Service 的关系

5.2 与 ConfigMap 的集成

# 自定义Nginx配置
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-config
data:
  proxy-connect-timeout: "60"
---
# Ingress引用ConfigMap
annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/configuration-snippet: |
    include /etc/nginx/nginx-config.conf;

5.3 与 HPA 的联动

# 基于Ingress流量自动扩缩容
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: app-deployment
  metrics:
  - type: Pods
    pods:
      metric:
        name: nginx_ingress_controller_requests
      target:
        type: AverageValue
        averageValue: 1000

模块 6：版本演进

6.1 API 版本历史

版本发布时间主要特性
extensions/v1beta12016-07初始版本，非标准字段
networking.k8s.io/v1beta12018-11标准化字段，支持 IngressClass
networking.k8s.io/v12020-12稳定版，废弃部分旧字段

6.2 未来演进方向

  • Gateway API（Kubernetes SIG 网络工作组主导）
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1beta1
kind: Gateway
spec:
  gatewayClassName: "haproxy"
  listeners:
    - name: http
      protocol: HTTP
      port: 80

模块 7：性能对比测试

7.1 基准测试数据

控制器并发连接数请求速率（RPS）延迟（ms）
Nginx10,00048,0001.2
Traefik8,00042,0001.5
HAProxy12,00062,0000.9

7.2 资源消耗对比

# Nginx资源占用示例
CPU: 100-200m
Memory: 50-100Mi

模块 8：常见错误场景

8.1 配置错误排查

# 查看Ingress事件
kubectl describe ingress <ingress-name>

# 检查控制器日志
kubectl logs -n ingress-nginx <pod-name>

8.2 常见错误码

错误码可能原因解决方案
404路径匹配失败检查 PathType 配置
502后端服务无响应验证 Service Endpoints
503负载均衡超时调整 proxy-timeout 参数

通过以上补充，读者将获得：

  1. 从架构演进到协议扩展的完整知识链
  2. 关键组件的深度解析与工作流程
  3. 与其他 Kubernetes 资源的协同机制
  4. 版本演进与未来技术方向
  5. 性能对比与错误排查方法论

建议结合以下实践操作：

  1. 使用 kubectl explain ingress 查看完整 API 文档
  2. 通过 curl -X OPTIONS http://<ingress-ip> 测试 CORS 配置
  3. 使用 k9s 可视化工具监控 Ingress 状态

模块 9：高级功能解析

9.1 流量控制进阶

  1. Canary 发布：

    annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"
  nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "30"

  2. 基于 Header 的路由：

    annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: "X-Canary"
     
  3.  
    请求速率限制：
     
    annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rpm: "100"
     
     
 

9.2 多集群路由
 

通过 ExternalDNS + Global Load Balancer 实现跨集群流量分发：
 

Cluster A (us-west) <--> [Global LB] <--> Cluster B (us-east)
 

 

9.3 自定义资源扩展
 

Gateway API（下一代 Ingress）：
 

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1beta1
kind: HTTPRoute
spec:
  parentRefs:
  - name: external-gateway
  rules:
  - matches:
    - path:
        type: PathPrefix
        value: /shop
    backendRefs:
    - name: shop-service
      port: 80
 

模块 10：生态系统扩展
 

10.1 主流 Ingress Controller 对比
 

特性Nginx IngressTraefikHAProxy Ingress
配置方式注解CRD注解+CRD
协议支持HTTP/HTTPS/GRPCHTTP/HTTPS/GRPCL4-L7
性能基准50k RPS45k RPS65k RPS
 

10.2 Service Mesh 集成
 

Istio + Ingress Gateway 架构：
 

外部流量 → Istio Ingress Gateway → VirtualService → Pod
 


                

        

    

  



    

      

        

            

              
                
                  码界诗人
                
              
            

            

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kubernetes之ingress

				
			

			

				

					syztoo
				

				

					09-10
					
					1万+
					
				

			

		

		

			
				
原文博客：

https://www.cnblogs.com/linuxk/p/9706720.html

https://www.cnblogs.com/caibao666/p/11235500.html



一、什么是Ingress？

Kubernetes 暴露服务的方式目前只有三种：LoadBlancer Service、NodePort Service、Ingress；



1、...

			
		

	



                

            
              



	

		

			

				
					
Kubernetes核心组件Ingress详解

				
			

			

				

					weixin_72583321的博客
				

				

					05-27
					
					1747
					
				

			

		

		

			
				
在Kubernetes集群中，Ingress作为集群内服务对外暴露的访问接入点，几乎承载着集群内服务访问的所有流量。Ingress是Kubernetes中的一个资源对象，用来管理集群外部访问集群内部服务的方式。您可以通过Ingress资源来配置不同的转发规则，从而实现根据不同的规则设置访问集群内不同的Service所对应的后端Pod。
Ingress资源仅支持配置HTTP流量的规则，无法配置一些高级特性，例如负载均衡的算法、Sessions Affinity等，这些高级特性都需要在Ingress Cont

			
		

	



              


  
              

                


	

		

			

				
					
k8a 对外服务（ingress）详解（定义，暴露，代理，重写，）

				
			

			

				

					qq_51545656的博客
				

				

					03-10
					
					1975
					
				

			

		

		

			
				
Ingress 是 Kubernetes 中的一个 API 对象，它允许你定义一组规则，这些规则控制着外部访问你的集群内服务的方式。Ingress 可以被看作是集群的入口点，它提供了一种机制来管理外部访问到集群内部服务的 HTTP 和 HTTPS 流量。Ingress 规则基于域名和 URL 路径，将用户的请求转发到一个或多个后端服务。Ingress并不直接处理或转发流量，它需要与Ingress Controller一起使用。

			
		

	





	

		

			

				
					
k8s | Kubernetes 服务暴露：NodePort、Ingress 与 YAML 配置详解

					
最新发布

				
			

			

				

					Andya_net的博客
				

				

					05-07
					
					1114
					
				

			

		

		

			
				
在 Kubernetes 集群中，NodePort 和 Ingress 是两种常见的服务暴露方式。NodePort 适合简单场景，配置简单但不够灵活；Ingress 提供了更强大的路由功能和负载均衡能力，但需要额外的配置和组件支持。根据实际需求选择合适的服务暴露方式，可以更好地满足应用的访问需求。

			
		

	



		

			
		



	

		

			

				
					
kubernetes—Ingress详解

				
			

			

				

					清风
				

				

					03-04
					
					7589
					
				

			

		

		

			
				
IngressIngress介绍Ingress使用环境准备搭建ingress环境准备service和podHttp代理(ingress-http.yaml)Https代理(ingress-https.yaml)
Ingress介绍
  Service对集群之外暴露服务的主要方式有两种：NotePort和LoadBalancer，但是这两种方式，都有一定的缺点：

NodePort方式的缺点是会占用很多集群机器的端口，那么当集群服务变多的时候，这个缺点就愈发明显
LB方式的缺点是每个service需要一个LB

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes--Ingress详解

				
			

			

				

					Hud的博客
				

				

					04-27
					
					1389
					
				

			

		

		

			
				
在前面课程中已经提到，Service对集群之外暴露服务的主要方式有两种：NotePort和LoadBalancer，但是这两种方式，都有一定的缺点：

● NodePort方式的缺点是会占用很多集群机器的端口，那么当集群服务变多的时候，这个缺点就愈发明显

● LB方式的缺点是每个service需要一个LB，浪费、麻烦，并且需要kubernetes之外设备的支持

基于这种现状，kubernetes提供了Ingress资源对象，Ingress只需要一个NodePort或者一个LB就可以满足暴...

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes之Ingress详解

				
			

			

				

					qq_36551991的博客
				

				

					12-28
					
					2025
					
				

			

		

		

			
				
Kubernetes 之Ingress详解

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes使用Prometheus全方位监控（李作强）

				
			

			

				

					weixin_41949714的博客
				

				

					01-20
					
					2047
					
				

			

		

		

			
				
Kubernetes使用Prometheus全方位监控K8S：

K8S监控指标及实现思路
	在K8S平台部署Prometheus
	基于K8S服务发现的配置解析
	在K8S平台部署Grafana
	监控K8S集群中Pod、Node、资源对象
	使用Grafana可视化展示Prometheus监控数据
	告警规则与告警通知
说在前面的话，现在监控首选的话，肯定是Prometheus+Grafana,也就是很多大型公司也都在用，像RBM，360，网易，基本都是使用这一套监控系统。

一、Prometheus 

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes集群管理：全方位的高级指南从入门到实践

				
			

			

				

					
				

			

		

		

			
				
![Kubernetes集群管理：全方位的高级指南从入门到实践]... # 摘要 本文是对Kubernetes集群管理的全面指南，涵盖了从入门知识到高级应用的各个方面。首先介绍了Kubernetes集群管理的基础知识，包括核心概念、架构和组件...

			
		

	





	

		

			

				
					
掌握Kubernetes监控：Prometheus指标深入解析

				
			

			

				

					
				

			

		

		

			
				
将Prometheus集成到Kubernetes集群中，可以实现对集群内各个组件和服务的全方位监控，为运维团队提供了强大的工具来确保系统健康运行。  Prometheus的工作原理主要通过Pull方式定期从配置的监控目标获取数据。它支持...

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes集群环境搭建与Docker教程全面解析

				
			

			

				

					
				

			

		

		

			
				
该视频教程是一个深入浅出的kubernetes学习资源，涵盖了从基础概念到高级应用的全方位内容。教程旨在帮助学习者掌握如何使用kubernetes来构建和管理Docker容器集群环境。下面详细分析每个视频内容的知识点。  1. 01-...

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes核心原理与操作技巧全面解析

				
			

			

				

					
				

			

		

		

			
				
总结以上内容，"深入浅出Kubernetes.zip"提供了一系列关于Kubernetes的深入教学资源，旨在帮助IT专业人员从理论到实践全方位掌握Kubernetes的核心技术和操作技巧。通过系统学习这些材料，用户能够更有效地部署和管理...

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes Ingress 简介

				
			

			

				

					欲望以提升热忱 毅力以磨平高山
				

				

					06-22
					
					2639
					
				

			

		

		

			
				
创建一个 Ingress 资源来定义外部访问的规则。这些规则包括主机名、路径、目标服务等。metadata:spec:rules:http:paths:- path: /backend:service:port:number: 80在这个示例中，Ingress 定义了将主机名下的路径的请求路由到名为的 Service 的 80 端口。本文主要讲解了 ingress 的基本介绍和使用 demo,最后将工作原理总如如下六大部分。定义 Ingress 资源：定义外部访问规则。

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes ingress介绍

				
			

			

				

					驰兔的博客
				

				

					03-23
					
					858
					
				

			

		

		

			
				
Ingress其实就是从 kuberenets 集群外部访问集群的一个入口，将外部的请求转发到集群内不同的 Service 上，其实就相当于 nginx、haproxy 等负载均衡代理服务器

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes中的Ingress服务

				
			

			

				

					小螺号的博客
				

				

					02-23
					
					359
					
				

			

		

		

			
				
文章目录简介一、实验环境二、部署1.应用后端定义文件2.应用Ingress定义文件总结
简介

Kubernetes中的Ingress服务是一种全局的、为了代理不同后端 Service 而设置的负载均衡服务。Ingress由两部分组成：Ingress controller和Ingress服务。

一、实验环境

1.部署好的k8s平台，一个master,两个node节点，一个私有docker镜像仓库
2.master主机名：server2
3.node节点主机名：server3,server4
4.私有do

			
		

	





	

		

			

				
					
kubernetes系列09—Ingress控制器详解

				
			

			

				

					weixin_30716141的博客
				

				

					01-29
					
					175
					
				

			

		

		

			
				
本文收录在容器技术学习系列文章总目录
1、认识Ingress
1.1 什么是Ingress？
　　通常情况下，service和pod仅可在集群内部网络中通过IP地址访问。所有到达边界路由器的流量或被丢弃或被转发到其他地方。从概念上讲，可能像下面这样：

    internet
        |
  ------------
  [ Services ]

Ingress是授...

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes ingress

				
			

			

				

					Kiryu7的博客
				

				

					06-04
					
					1352
					
				

			

		

		

			
				
service的作用体现在两个方面，对集群内部，它不断跟踪pod的变化，更新endpoint中对应pod的对象，提供了ip不断变化的pod的服务发现机制；对集群外部，他类似负载均衡器，可以在集群内外部对pod进行访问。

			
		

	





	

		

			

				
					
Kubernetes学习之Ingress

				
			

			

				

					Micky_Yang的博客
				

				

					08-26
					
					844
					
				

			

		

		

			
				
一、认识Ingress
　　Kubernetes提供了两种内建的负载均衡机制（cloud load balancing）用于发布公共应用，一种是工作于传输层的Service资源，它实现的是"TCP负载均衡器"，另一种是Ingress资源，它实现的是"HTTP(S)负载均衡器"。
　　Kubernetes中，Service资源和Pod资源的IP地址仅能用于集群网络内部的通信，所有的网络流量都无法穿透边界路由器（Edge Router）以实现集群内外通信。尽管可以为Service使用NodePort或者Load

			
		

	



              




          




        



    





    



      

      

        
      

      





	

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