Kubernetes从零到精通（12-Ingress、Gateway API）

Ingress和Gateway API都是Kubernetes中用于管理外部访问集群服务的机制，但它们有不同的设计理念和适用场景。它们的基本原理是通过配置规则，将来自外部的网络流量路由到Kubernetes集群内部的服务上。

Ingress/Gateway API和Service

Ingress/Gateway API主要解决Kubernetes集群外部（例如互联网用户）访问Kubernetes集群内部资源的需求；

Service主要解决Kubernetes集群内部资源互相访问；

从功能实现上看，Service的NodePort和LoadBalancer模式也能实现集群外部的访问；但Ingress/Gateway API提供了更高级、灵活的流量管理、安全认证、跨协议等功能，解决了Service的局限性。

Ingress

Ingress简介

Ingress是Kubernetes中较早提出的网络流量管理机制，目的是通过一个单一的入口点管理集群的外部HTTP和HTTPS流量。这样，多个服务可以通过一个统一的域名或IP公开，而不必为每个服务分别暴露端口。

使用说明：
Ingress Controller：Ingress本身只定义了规则，真正处理网络流量的任务由Ingress Controller完成。常见的Ingress Controller有NGINX、Traefik和HAProxy等。必须部署Ingress Controller，才能让Ingress资源生效。
Ingress资源：Ingress资源用来定义如何将外部HTTP/HTTPS流量转发到集群内的服务。其典型配置包括：
Host：用于根据域名路由流量。
Path：根据URL路径路由流量。
TLS：定义TLS证书以支持HTTPS。
Backend：指定服务名称和端口，流量会被转发到这个服务上。

Ingress示例

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: example-ingress
  namespace: default
spec:
  ingressClassName: nginx-example
  rules:
  - host: example.com
    http:
      paths:
      - path: /app1
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: app1-service
            port:
              number: 80
  - host: another.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: another-service
            port:
              number: 80

在这个例子中，Ingress资源将域名example.com下/app1路径的流量转发到名为app1-service的Service上；将域名another.com下/路径的流量转发到名为another-service的Service上。

Gateway API

Gateway API简介

Gateway API是Kubernetes网络管理的较新机制，设计目的是为了替代Ingress，提供更灵活和可扩展的流量管理能力。它将网关（Gateway）和路由（Routes）解耦，允许更复杂的配置，并支持多种协议（不仅仅是HTTP/HTTPS，还包括TCP、UDP 等）。Gateway API更适合企业级场景，支持多租户、跨集群流量管理等复杂的需求。

使用说明：
GatewayClass：定义网关的类型。例如，可以有不同的GatewayClass代表不同类型的负载均衡器（如云供应商的负载均衡器、NGINX、Envoy等）。
Gateway：定义实际的网关实例，指定入口端口、协议和可用的路由规则。
HTTPRoute、TCPRoute等：这些资源定义了如何根据特定规则（如域名、路径、协议等）将流量路由到后端服务。它们比Ingress更灵活，可以在不同的网关之间共享路由规则。

Gateway API示例

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: my-gateway
  namespace: default
spec:
  gatewayClassName: my-gateway-class
  listeners:
  - name: http
    protocol: HTTP
    port: 80
    routes:
      kind: HTTPRoute
      selector:
        matchLabels:
          app: my-route

---
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1beta1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: my-route
  namespace: default
  labels:
    app: my-route
spec:
  rules:
  - matches:
    - path:
        type: Prefix
        value: /app1          # /app1路径路由到app1-service
      hostnames:
      - example.com  # 根据域名example.com匹配
    backendRefs:
    - name: app1-service
      port: 80
  - matches:
    - path:
        type: Prefix
        value: /          # 根路径路由到another-service
      hostnames:
      - another.com  # 根据域名another.com匹配
    backendRefs:
    - name: another-service
      port: 80

在这个例子中，Gateway资源将域名example.com下/app1路径的流量转发到名为app1-service的Service上；将域名another.com下/路径的流量转发到名为another-service的Service上。