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    Kubernetes Gateway API

    初始的 Kubernetes 内部服务向外暴露,使用的是自身的 LoadBlancer 和 NodePort 类型的Service,在集群规模逐渐扩大的时候,这种 Service 管理的方式满足不了我们的需求,比如 NodePort 需要大量的端口难以维护,多了一层NAT,请求量大会对性能有影响;LoadBlancer 需要每个 Service 都有一个外部负载均衡器。接着 Kubernetes 提供了一个内置的资源对象 Ingress API 来暴露 HTTP 服务给外部用户,它的创建是为了标准化的将 Kubernetes 中的服务流量暴露给外部,Ingress API 通过引入路由功能,克服了默认服务类型 NodePort 和 LoadBalancer 的限制。在创建 Ingress 资源的时候通过 IngressClass 指定该网关使用的控制器,主要是靠 Ingress 控制器不断监听 Kubernetes API Server 中 IngressClass 以及 Ingress 资源的的变动,配置或更新入口网关和路由规则。IngressClass实现了网关与后台的解耦,但也有着很多的局限性。Ingress 配置过于简单,只支持 http 和 https 协议的服务路由和负载均衡,缺乏对其他协议和定制化需求的支持,而且 http 路由只支持 host 和 path 的匹配,对于高级路由只能通过注解来实现,当然这取决于 Ingress 控制器的实现方式,不同的 Ingress 控制器使用不同的注解,来扩展功能,使用注解对于 Ingress 的可用性大打折扣;路由无法共享一个命名空间的网关,不够灵活;网关的创建和管理的权限没有划分界限,开发需要配置路由以及网关。当然也有很多第三方的网关组件,例如 istio 和 apisix 等,提供了丰富的流量管理功能,如负载均衡、动态路由、动态 upstream、A/B测试、金丝雀发布、限速、熔断、防御恶意攻击、认证、监控指标、服务可观测性、服务治理等,还可以处理南北流量以及服务之间的东西向流量。对外提供路由功能,对内提供流量筛选,已经很好的满足了当下网络环境的所有需求。但对于小集群来说,这两个网关的部署成本有点高;而且太多类型的网关,不同的配置项、独立的开发接口、接口的兼容性、学习成本、使用成本、维护成本以及迁移成本都很高。急需一种兼容所有厂商 API 的接口网关。所以应运而生,Kubernetes 推出了 Gateway API。Gateway API 是 Kubernetes 1.19 版本引入的一种新的 API 规范,会成为 Ingress 的下一代替代方案。它有着 Ingress 的所有功能,且提供更丰富的功能,它支持更多的路由类型选择,除了 http路由外,还支持 tcp 以及 grpc 路由类型;它通过角色划分将各层规则配置关注点分离,实现规则配置上的解耦;并提供跨 namespace 的路由与网关支持使其更适应多云环境等。与 Ingress Api 工作类似的,Gateway Controller 会持续监视 Kubernetes API Server 中的 GatewayClass 和 Gateway 对象的变动,根据集群运维的配置来创建或更新其对应的网关和路由。API 网关、入口控制器和服务网格的核心都是一种代理,目的在于内外部服务通信。更多的功能并不等于更好的工具,尤其是在 Kubernetes 中,工具的复杂性可能是一个杀手。

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    了解下 Kuberentes Gateway API

    在 Kubernetes 集群边缘对外提供网络服务的时候,通常需要借助 Ingress 对象,这个对象提供了暴露 Service 所必须的核心要素,例如基于主机名的路由、对 URL 路径的适配以及 TLS 配置等。但是在实际开放服务的时候,往往会有更多的具体需求,这时 Ingress 对象所提供的核心功能就有些力不从心了,各种 Ingress 控制器往往会使用 metadata.annotations 中的特定注解,来完成对 Ingress 特定行为的控制,完成各自的个性化功能,例如认证、路径变更、黑白名单等,这就让 Ingress 对象变成了一个奇怪的东西:结构化的核心结构,和非结构化的标注结合起来形成各种 Ingress 方言,并且后期还出现了 Traefik Middleware 这样的 CRD 配置,这给 Ingress 功能的集中管理造成了一个较大的困扰;另外 Ingress 中可以随意定制主机名、路径以及后端服务,也给共享集群的用户造成了一定的安全隐患。包括 Contour、Traefik 在内的 Ingress 控制器后期都提供了各自的基于 CRD 的功能表达,客观上也让 Ingress 世界更为分裂。

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    Ingress 的继任者 —— Gateway API?

    在 Kubernetes 集群边缘对外提供网络服务的时候,通常需要借助 Ingress 对象,这个对象提供了暴露 Service 所必须的核心要素,例如基于主机名的路由、对 URL 路径的适配以及 TLS 配置等。但是在实际开放服务的时候,往往会有更多的具体需求,这时 Ingress 对象所提供的核心功能就有些力不从心了,各种 Ingress 控制器往往会使用 metadata.annotations 中的特定注解,来完成对 Ingress 特定行为的控制,完成各自的个性化功能,例如认证、路径变更、黑白名单等,这就让 Ingress 对象变成了一个奇怪的东西:结构化的核心结构,和非结构化的标注结合起来形成各种 Ingress 方言,并且后期还出现了 Traefik Middleware 这样的 CRD 配置,这给 Ingress 功能的集中管理造成了一个较大的困扰;另外 Ingress 中可以随意定制主机名、路径以及后端服务,也给共享集群的用户造成了一定的安全隐患。包括 Cotour、Traefik 在内的 Ingress 控制器后期都提供了各自的基于 CRD 的功能表达,客观上也让 Ingress 世界更为分裂。 例如要移除路径前缀,Nginx Ingress 控制器需要使用 nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target 注解,而 Traefik 1.7 中则需要使用 traefik.ingress.kubernetes.io/rule-type: PathPrefixStrip 注解。

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