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一、前言
在K8S中可以通过service对外暴露服务，由service代表一组pod对外提供服务，同时也提供了通过Ingress-controller组件对外提供服务的方式，Ingress-controller类似于一个反向代理，前端向用户侧提供服务，后端将服务请求转发到每一个service上。而Ingress则在Ingress-controller的基础之上提供了一个用户配置规则的入口。K8S通过Ingress可以提供4层、7层的反向代理，同时具备了将服务绑定到证书上对外通过HTTPS提供安全服务的能力，本文主要记录通过Ingress提供HTTPS服务的配置。
二、组件与访问流程介绍
引入Ingress-controller后，如下图所示：
1） Ingress-controller是以容器的方式部署在K8S集群中，ingress-controller底层是以nginx、lvs等方式实现的，目前多选用nginx。
2） Ingress是为用户提供配置规则的一个入口，ingress-controller可以将该配置文件中的规则转换为nginx的规则。
3） Service与未引入ingress-controller时一样，只不过作为ingress中配置的后端服务，而不直接对外提供服务。
4） Secret：与etcd类似，用于在K8S中存储配置相关的信息的，所不同的是secret主要存储一些敏感信息，在该架构中，我们将HTTPS证书存储于secret中，并且在ingress中调用相关的信息。
访问流程：
用户向ingress-controller发起https请求，ingress-controller进行HTTPS证书卸载，并将请求向后端的backend进行转发，转到到某一个service上。
三、配置Ingress-controller提供HTTPS服务
（1） 部署ingress-controller
通过yml文件部署，可以参考github的官方说明，网址： https://github.com/kubernetes/ingress-nginx，可以看到有相关的版本说明：
不过由于我的k8s版本为1.16，已经比较老旧了，没有找到完整的yml文件，我从网上相关博客搜索，配合文心一言，组合了一份完整的ingress.yml文件。
[root@k8s-master1 ingress]# cat ingress.ymlapiVersion: v1kind: Namespacemetadata:name: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxkind: ConfigMapapiVersion: v1metadata:name: nginx-configurationnamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxkind: ConfigMapapiVersion: v1metadata:name: tcp-servicesnamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx---
kind: ConfigMapapiVersion: v1metadata:name: udp-servicesnamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxapiVersion: v1kind: ServiceAccountmetadata:name: nginx-ingress-serviceaccountnamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1kind: ClusterRolemetadata:name: nginx-ingress-clusterrolelabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxrules:- apiGroups:- ""resources:- configmaps- endpoints- nodes- pods- secretsverbs:- list- watch- apiGroups:- ""resources:- nodesverbs:- get- apiGroups:- ""resources:- servicesverbs:- get- list- watch- apiGroups:- ""resources:- eventsverbs:- create- patch- apiGroups:- "extensions"- "networking.k8s.io"resources:- ingressesverbs:- get- list- watch- apiGroups:- "extensions"- "networking.k8s.io"resources:- ingresses/statusverbs:- update
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1kind: Rolemetadata:name: nginx-ingress-rolenamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxrules:- apiGroups:- ""resources:- configmaps- pods- secrets- namespacesverbs:- get- apiGroups:- ""resources:- configmapsresourceNames:# Defaults to "<election-id>-<ingress-class>"# Here: "<ingress-controller-leader>-<nginx>"# This has to be adapted if you change either parameter# when launching the nginx-ingress-controller.- "ingress-controller-leader-nginx"verbs:- get- update- apiGroups:- ""resources:- configmapsverbs:- create- apiGroups:- ""resources:- endpointsverbs:- get
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1kind: RoleBindingmetadata:name: nginx-ingress-role-nisa-bindingnamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxroleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: Rolename: nginx-ingress-rolesubjects:- kind: ServiceAccountname: nginx-ingress-serviceaccountnamespace: ingress-nginx
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1kind: ClusterRoleBindingmetadata:name: nginx-ingress-clusterrole-nisa-bindinglabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxroleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: ClusterRolename: nginx-ingress-clusterrolesubjects:- kind: ServiceAccountname: nginx-ingress-serviceaccountnamespace: ingress-nginx---
apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:name: nginx-ingress-controllernamespace: ingress-nginxlabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxspec:replicas: 1selector:matchLabels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxtemplate:metadata:labels:app.kubernetes.io/name: ingress-nginxapp.kubernetes.io/part-of: ingress-nginxannotations:prometheus.io/port: "10254"prometheus.io/scrape: "true"spec:serviceAccountName: nginx-ingress-serviceaccountcontainers:- name: nginx-ingress-controller#image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.25.0image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:0.25.0args:- /nginx-ingress-controller- --configmap=$(POD_NAMESPACE)/nginx-configuration- --tcp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/tcp-services- --udp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/udp-services- --publish-service=$(POD_NAMESPACE)/ingress-nginx- --annotations-prefix=nginx.ingress.kubernetes.iosecurityContext:allowPrivilegeEscalation: truecapabilities:drop:- ALLadd:- NET_BIND_SERVICE# www-data -> 33runAsUser: 33env:- name: POD_NAMEvalueFrom:fieldRef:fieldPath: metadata.name- name: POD_NAMESPACEvalueFrom:fieldRef:fieldPath: metadata.namespaceports:- name: httpcontainerPort: 80- name: httpscontainerPort: 443livenessProbe:failureThreshold: 3httpGet:path: /healthzport: 10254scheme: HTTPinitialDelaySeconds: 10periodSeconds: 10successThreshold: 1timeoutSeconds: 10readinessProbe:failureThreshold: 3httpGet:path: /healthzport: 10254scheme: HTTPperiodSeconds: 10successThreshold: 1timeoutSeconds: 10
---
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: ingress-nginx namespace: ingress-nginx spec: type: LoadBalancer# type: NodePortports: - name: http port: 80 targetPort: 80 protocol: TCP - name: https port: 443 targetPort: 443 protocol: TCP selector: app.kubernetes.io/name: ingress-nginx app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx该文件中有几个关键的部分，包括namespace、configmap、serviceAccount、ClusterRole、Role、RoleBinding、ClusterRoleBing、Deployment、service。其中Deployment指定了nginx-ingress-controller镜像，用于将nginx-ingress-controller pod拉起，service则是用于将controller暴露出来。
执行kubectl create -f ingress.yml命令，可以看到相关的资源被创建，查看pod以及service的情况：
看一下nginx-ingress-controller的详细情况：kubectl describe pod nginx-ingress-controller-74879f74c6-cgrn2 -n ingress-nginx
可以看到该pod运行在k8s-worker2上面。
注意：上面创建ingress-controller的过程中，其Pod,Service均在ingress-nginx namespace中。
（2） 创建HTTPS需要使用的证书
证书需要与域名绑定，假设域名为 www.mytest.com，使用Openssl生成证书：
# openssl genrsa -out server.key
# openssl req -new -x509 -key server.key -out server.crt -subj "/O=www.mytest.com,/CN=www.mytest.com"
此时已经生成了server.crt以及server.key两个文件。
（3） 将证书写入secret中
[root@k8s-master1 test]# kubectl create secret tls ingress-nginx-secret --key=server.key --cert=server.crt
（4） 创建后端的nginx服务
kubectl create deployment web --image=nginx:1.8
（5） 创建提供nginx pod服务的service
kubectl expose deployment web --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
配置步骤四、五后可以通过 http://192.168.2.153:31111/访问到nginx服务了，下一步配置ingress规则，通过ingress-controller提供服务，并且启用HTTPS。
（6） 创建ingress规则
编写Ingress的资源清单，mytest-ingress01.yaml[root@k8s-master1 BrowerCert]# cat mytest-ingress01.yamlapiVersion: networking.k8s.io/v1beta1kind: Ingressmetadata:name: mytest-https# namespace: ingress-nginxspec:tls:- hosts:- www.mytest.comsecretName: ingress-nginx-secretrules:- host: www.mytest.comhttp:paths:- path: /# pathType: Prefixbackend:serviceName: webservicePort: 80资源清单中hosts:www.mytest.com为域名，secretName为保存在secret中的证书的名称，serviceName及servicePort为第五步创建的服务名称与80端口。
kubectl apply -f mytest-ingress01.yaml
（7） 测试
查看ingress-controller情况：
在windows的hosts中配置域名：
192.168.2.154
浏览器中测试：
四、问题排查
1） 最开始的时候访问，通过kubectl logs -f -n ingress-nginx nginx-ingress-controller-74879f74c6-cgrn2命令查看ingress-controller日志，提示找不到err services "ingress-nginx" not found。该问题研究了很久，后来发现ingress.yml文件中没有service资源清单，补充后未再报该错误，完整资源清单见第一步。
kubectl logs -f -n ingress-nginx nginx-ingress-controller-74879f74c6-cgrn2查看实时日志，当Namespace不对，日志中报错，找不到相应的key或者service：
调整namespace后，在kubectl apply -f mytest-ingress01.yaml的时候可以看到后端服务向controller注册成功：
2） nginx-ingress 报错 503 Service Temporarily Unavailable。要注意service、pod、ingress需要在相同的namespace中，本文是default；ingress-controller及其service是可以在其他namespace，本文是ingress-nginx。
五、总结
本文是基于k8s v1.16测试的ingress功能，配置了HTTPS对外提供服务。Ingress-controller可以主要用于负载均衡、反向代理，然而个人理解实际上是不适合配置HTTPS对外提供服务的，因为在实际的网络中，一定会部署IPS及WAF进行应用安全防护，因此需要在网络中对从用户发起的HTTPS请求进行SSL卸载转换为HTTP请求，然后才经过IPS/WAF的安全防护，否则设备可能不能识别流量中的异常行为。本文主要是熟悉在K8S中ingress-controller的功能，帮助在工作中遇到K8S进行安全评估。
最后我也整理了一些网络安全（黑客）方面的学习进阶资料
如果你想跟同道中人交流
