通过 Ingress 配置容器原生负载均衡

Autopilot Standard

本页面介绍了如何在 Google Kubernetes Engine (GKE) 中使用容器原生负载均衡。利用容器原生负载均衡，负载均衡器能够直接定位 Kubernetes Pod，还能将流量均匀分发给 Pod。

如需详细了解容器原生负载均衡的优势、要求和限制，请参阅容器原生负载均衡。

准备工作

在开始之前，请确保您已执行以下任务：

• 启用 Google Kubernetes Engine API。
启用 Google Kubernetes Engine API
• 如果您要使用 Google Cloud CLI 执行此任务，请安装并初始化 gcloud CLI。 如果您之前安装了 gcloud CLI，请通过运行 gcloud components update 命令来获取最新版本。较早版本的 gcloud CLI 可能不支持运行本文档中的命令。
  注意：对于现有 gcloud CLI 安装，请务必设置 compute/region 属性。如果您主要使用可用区级集群，请改为设置 compute/zone。通过设置默认位置，您可以避免 gcloud CLI 中出现如下错误：One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location。如果集群的位置与您设置的默认位置不同，您可能需要在某些命令中指定位置。

• 确保您已有 VPC 原生集群。如有需要，请创建一个集群。GKE 集群默认为 VPC 原生集群。

使用容器原生负载均衡

以下几个部分将引导您完成 GKE 上的容器原生负载均衡配置。

创建 Deployment

以下示例 Deployment neg-demo-app 运行容器化 HTTP 服务器的单个实例。我们建议您使用利用 Pod 就绪性反馈的工作负载。

使用 Pod 就绪性反馈

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: neg-demo-app # Label for the Deployment
  name: neg-demo-app # Name of Deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      run: neg-demo-app
  template: # Pod template
    metadata:
      labels:
        run: neg-demo-app # Labels Pods from this Deployment
    spec: # Pod specification; each Pod created by this Deployment has this specification
      containers:
      - image: registry.k8s.io/serve_hostname:v1.4 # Application to run in Deployment's Pods
        name: hostname # Container name
        ports:
        - containerPort: 9376
          protocol: TCP
  

使用硬编码延迟

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: neg-demo-app # Label for the Deployment
  name: neg-demo-app # Name of Deployment
spec:
  minReadySeconds: 60 # Number of seconds to wait after a Pod is created and its status is Ready
  selector:
    matchLabels:
      run: neg-demo-app
  template: # Pod template
    metadata:
      labels:
        run: neg-demo-app # Labels Pods from this Deployment
    spec: # Pod specification; each Pod created by this Deployment has this specification
      containers:
      - image: registry.k8s.io/serve_hostname:v1.4 # Application to run in Deployment's Pods
        name: hostname # Container name
      # Note: The following line is necessary only on clusters running GKE v1.11 and lower.
      # For details, see https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/how-to/container-native-load-balancing#align_rollouts
        ports:
        - containerPort: 9376
          protocol: TCP
      terminationGracePeriodSeconds: 60 # Number of seconds to wait for connections to terminate before shutting down Pods
  

在此 Deployment 中，每个容器都运行一个 HTTP 服务器。该 HTTP 服务器返回应用服务器的主机名（运行服务器所在的 Pod 的名称）作为响应。

将此清单保存为 neg-demo-app.yaml，然后创建 Deployment：

kubectl apply -f neg-demo-app.yaml

为容器原生负载均衡器创建 Service

创建 Deployment 后，需要将其 Pod 分组到 Service 中。

以下示例 Service neg-demo-svc 会定位您在上一个部分中创建的示例 Deployment：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: neg-demo-svc # Name of Service
spec: # Service's specification
  type: ClusterIP
  selector:
    run: neg-demo-app # Selects Pods labelled run: neg-demo-app
  ports:
  - name: http
    port: 80 # Service's port
    protocol: TCP
    targetPort: 9376

注意：Service 在端口 80 上公开，它会将流量重定向到端口 9376 (targetPort)。targetPort 对应于服务 Pod 中的 containerPort。此外，还可以使用具有容器原生负载均衡的 NodePort 类型的 Service。除非您明确需要 NodePort Service 提供的 NodePort，否则建议使用 ClusterIP 类型的 Service。不支持将 LoadBalancer Service 用作 Ingress 后端。

在为该 Service 创建 Ingress 之前，不会创建负载均衡器。

将此清单保存为 neg-demo-svc.yaml，然后创建 Service：

kubectl apply -f neg-demo-svc.yaml

为 Service 创建 Ingress

以下示例 Ingress neg-demo-ing 会定位您创建的 Service：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: neg-demo-ing
spec:
  defaultBackend:
    service:
      name: neg-demo-svc # Name of the Service targeted by the Ingress
      port:
        number: 80 # Should match the port used by the Service

将此清单保存为 neg-demo-ing.yaml，然后创建 Ingress：

kubectl apply -f neg-demo-ing.yaml

创建 Ingress 后，系统会在项目中创建应用负载均衡器，并在集群运行的每个可用区中创建网络端点组 (NEG)。NEG 中的端点和 Service 的端点会保持同步。

验证 Ingress

部署了工作负载，将其 Pod 分组到 Service 中，并为 Service 创建了 Ingress 后，您应验证 Ingress 是否已成功预配容器原生负载均衡器。

检索 Ingress 的状态：

kubectl describe ingress neg-demo-ing

输出包括 ADD 和 CREATE 事件：

Events:
Type     Reason   Age                From                     Message
----     ------   ----               ----                     -------
Normal   ADD      16m                loadbalancer-controller  default/neg-demo-ing
Normal   Service  4s                 loadbalancer-controller  default backend set to neg-demo-svc:32524
Normal   CREATE   2s                 loadbalancer-controller  ip: 192.0.2.0

测试负载均衡器

以下几个部分说明如何测试容器原生负载均衡器的功能。

访问 Ingress 的 IP 地址

等待几分钟，让应用负载均衡器完成配置。

您可以通过访问 Ingress 的 IP 地址来验证容器原生负载均衡器是否正常运行。

如需获取 Ingress 的 IP 地址，请运行以下命令：

kubectl get ingress neg-demo-ing

在命令输出中，Ingress 的 IP 地址显示在 ADDRESS 列中。在网络浏览器中访问 IP 地址。

检查后端服务的运行状况

您还可以获取负载均衡器的后端服务的运行状况。

1. 获取项目中运行的后端服务的列表：

   gcloud compute backend-services list
   

   记录包含 Service 名称（例如 neg-demo-svc）的后端服务的名称。

2. 获取后端服务的运行状况：

   gcloud compute backend-services get-health BACKEND_SERVICE_NAME --global
   

   将 BACKEND_SERVICE_NAME 替换为后端服务的名称。

测试 Ingress

您可以采用另一种方法来测试负载均衡器是否按预期运行，也就是扩缩示例 Deployment，将测试请求发送到 Ingress，并验证响应的副本数量是否正确。

1. 将 neg-demo-app Deployment 从一个实例扩容到两个实例：

   kubectl scale deployment neg-demo-app --replicas 2
   

   此命令可能需要几分钟才能完成。

2. 验证发布是否已完成：

   kubectl get deployment neg-demo-app
   

   输出内容应包含两个可用的副本：

   NAME           DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
   neg-demo-app   2         2         2            2           26m
   

3. 获取 Ingress IP 地址：

   kubectl describe ingress neg-demo-ing
   

   如果此命令返回 404 错误，请等待几分钟，以便负载均衡器启动，然后重试。

4. 计算来自负载均衡器的不同响应的数量：

   for i in `seq 1 100`; do \
     curl --connect-timeout 1 -s IP_ADDRESS && echo; \
   done  | sort | uniq -c
   

   将 IP_ADDRESS 替换为 Ingress IP 地址。

   输出类似于以下内容：

   44 neg-demo-app-7f7dfd7bc6-dcn95
   56 neg-demo-app-7f7dfd7bc6-jrmzf
   

   在此输出中，不同响应的数量与副本的数量相同，这表明所有后端 Pod 都在处理流量。

清理

完成本页面上的任务后，请按照以下步骤移除资源，以防止您的账号产生不必要的费用：

删除集群

gcloud

gcloud container clusters delete neg-demo-cluster

控制台

1. 前往 Google Cloud 控制台中的 Google Kubernetes Engine 页面。

   转到 Google Kubernetes Engine

2. 选择 neg-demo-cluster，然后点击 删除。

3. 当系统提示您确认时，点击删除。

后续步骤

• 了解如何通过独立可用区级 NEG 使用容器原生负载均衡。
• 详细了解 VPC 原生集群。
• 详细了解 Ingress 配置。
• 了解如何使用 Google 管理的 SSL 证书。