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【云原生】Kubernetes----轻量级的现代HTTP反向代理和负载均衡器之Traefik
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引言
在今天的云原生和微服务架构中，反向代理和负载均衡器扮演着至关重要的角色。它们不仅负责处理外部请求并将其路由到正确的服务，而且还提供了诸如SSL终止、负载均衡、请求重写和身份验证等关键功能。在这篇文章中，我们将深入探索Traefik，一个功能强大且轻量级的现代HTTP反向代理和负载均衡器
一、Traefik基本概念
（一）什么是Ingress
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，有的人可能觉得我们直接使用 nginx 就实现了，但是只使用nginx这种方式有很大缺陷，每次有新服务加入的时候怎么改 Nginx 配置?不可能让我们去手动更改或者滚动更新前端的 Nginx Pod 吧?那我们再加上一个服务发现的工具比如 consul如何?貌似是可以，对吧?而且在之前单独使用 docker 的时候，这种方式已经使用得很普遍了，Ingress 实际上就是这样实现的，只是服务发现的功能自己实现了，不需要使用第三方的服务了，然后再加上一个域名规则定义，路由信息的刷新需要一个靠Ingress controller 来提供。
Ingress controller 可以理解为一个监听器，通过不断地与 kube-apiserver 打交道，实时的感知后端 service、pod 的变化，当得到这些变化信息后，Ingress controller 再结合 Ingress 的配置，更新反向代理负载均衡器，达到服务发现的作用。其实这点和服务发现工具 consul consul-template 非常类似。现在可以供大家使用的 Ingress controller 有很多，比如 traefik、nginx-controller、KubernetesIngress Controller for Kong、HAProxy,Ingress controller,当然你也可以自己实现一个 IngressController，现在普遍用得较多的是 traefik 和 nginx-controller
traefik 的性能较 nginx-controller差，但是配置使用要简单许多，如果你的环境主要是容器化的，且需要自动服务发现、动态路由和自动SSL证书管理等特性，Traefik可能更适合。如果你更注重性能、稳定性，或者在传统的Web服务器场景下使用，Nginx可能是更好的选择。
（二）什么是Traefik
Traefik 是一款开源的反向代理与负载均衡工具。它最大的优点是能够与常见的微服务系统直接整合，可以实现自动化动态配置。目前支持Docker、Swarm、Mesos/Marathon、Mesos、Kubernetes、Consu、Etcd、Zookeeper、BoltDB、Rest API等等后端模型。
1.在NodePort模式下，客户端通过主机名、URL等方式，访问宿主机绑定的随机端口
2.根据随机端口确定访问的是HTTP还是HTTPS
3.Traefik组件会匹配ingress规则，然后代理到后端服务
（三）Traefik和Nginx的区别
Traefik和Nginx都是常见的反向代理服务器，用于在网络中路由和负载均衡请求。它们在设计和功能上有一些区别，下面是它们之间的对比：
1.设计目标
- Traefik的设计目标是为容器化环境提供动态路由和负载均衡。它在支持Docker、Kubernetes等容器编排平台方面表现出色，并且具有自动发现和配置的能力。
- Nginx的设计目标是作为通用的高性能Web服务器和反向代理。它在传统的服务器环境中广泛使用，可以处理静态和动态内容，并提供丰富的功能和模块化的架构。2.配置语言
- Traefik使用声明性的配置文件格式，支持多种后端和路由规则的定义。它还提供了REST API和动态配置的能力，可以与现代的容器编排工具集成。
- Nginx使用基于文件的配置语言，具有灵活的配置选项和强大的模块化系统。它的配置通常需要手动编辑配置文件，并在需要时重新加载。3.容器支持
- Traefik是为容器化环境而设计的，可以自动检测和配置与容器相关的路由和负载均衡规则。它可以与Docker、Kubernetes等容器编排平台紧密集成，并提供简化的配置和部署体验。
- Nginx也可以在容器环境中使用，但需要手动配置并与容器编排工具进行集成。它通常被用作独立的反向代理服务器，而不是与容器平台紧密集成。4.功能特性
- Traefik在容器环境中具有自动服务发现和负载均衡的能力。它支持HTTP/2、WebSocket、Let's Encrypt等功能，并提供了丰富的插件生态系统。
- Nginx具有强大的性能和灵活的配置选项。它支持高并发、反向代理、负载均衡、缓存、SSL/TLS等功能，并具有丰富的第三方模块和社区支持。二、安装部署Traefik
（一）获取文件
官方下载地址
wget https://raw.githubusercontent.com/containous/traefik/v1.7/examples/k8s/traefik-rbac.yaml
wget https://raw.githubusercontent.com/containous/traefik/v1.7/examples/k8s/traefik-deployment.yaml
wget https://raw.githubusercontent.com/containous/traefik/v1.7/examples/k8s/traefik-ds.yaml
wget https://raw.githubusercontent.com/containous/traefik/v1.7/examples/k8s/ui.yaml国内的 gitee下载地址
wget https://gitee.com/mirrors/traefik/raw/v1.7/examples/k8s/traefik-deployment.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/traefik/raw/v1.7/examples/k8s/traefik-rbac.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/traefik/raw/v1.7/examples/k8s/traefik-ds.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/traefik/raw/v1.7/examples/k8s/ui.yaml- [root@master01 traefik]#ls
- traefik-deployment.yaml traefik-ds.yaml traefik-rbac.yaml ui.yaml
- -------------------------------------------------------------------------
- #traefik-deployment.yaml：以deployment的方式创建traefik的yaml文件
- #traefik-ds.yaml：以daemonset的方式创建traefik的yaml文件
- #traefik-rbac.yaml：用于创建用户及授权绑定的yaml文件
- #ui.yaml：用于创建提供web ui访问的页面的yaml文件
（二）创建管理用户
将traefik-deployment.yaml文件中的创建ServiceAccount字段的信息，删除并复制到traefik-rbac.yaml文件当中
- [root@master01 traefik]#cat traefik-deployment.yaml
- ---
- apiVersion: v1
- kind: ServiceAccount
- metadata:
- name: traefik-ingress-controller
- namespace: kube-system
- ......
由于该字段是属于创建用户、创建权限，及绑定阶段的操作，为便于区分，给大家梳理一下，当然也可以不用移动，按照官方规定的格式执行文件，以下列顺序执行
//启用RBAC认证
kubectl apply -f traefik-rbac.yaml//部署 Traefik 到 Kubernetes 集群，为外部访问创建 NodePorts
kubectl apply -f traefik-deployment.yaml//部署 Traefik Web UI
kubectl apply -f ui.yaml1.查看文件
- [root@master01 traefik]#vim traefik-rbac.yaml
- [root@master01 traefik]#cat traefik-rbac.yaml
- #创建用户
- apiVersion: v1
- kind: ServiceAccount #指定创建资源类型为用户
- metadata:
- name: traefik-ingress-controller #用户名称
- namespace: kube-system #指定命名空间
- ---
- kind: ClusterRole #定义一个集群级别的角色
- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
- metadata:
- name: traefik-ingress-controller #ClusterRole的名称
- rules:
- - apiGroups: #定义第一个规则组
- - "" #表示核心API组，如Pods、Services、Endpoints等核心资源
- resources: #指定对哪些资源设置权限
- - services #service资源
- - endpoints #endpoint信息
- - secrets #secrets资源
- verbs:
- - get #添加获取权限
- - list #添加获取列表权限
- - watch #添加监听权限
- - apiGroups: #定义第二个规则组
- - extensions #extensions组包含了如Ingresses、Deployments等扩展资源
- resources: #指定对哪些资源设置权限
- - ingresses #ingress资源
- verbs:
- - get #添加获取权限
- - list #添加获取列表权限
- - watch #添加监听权限
- - apiGroups: #定义第三个规则组
- - extensions #
- resources: #指定对哪些资源设置权限
- - ingresses/status #ingress的状态资源
- verbs: #
- - update #更新Ingress资源的status字段
- ---
- #用户与集群角色绑定
- kind: ClusterRoleBinding
- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
- metadata:
- name: traefik-ingress-controller
- roleRef:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io #指定绑定
- kind: ClusterRole #指定绑定的类型为集群角色
- name: traefik-ingress-controller #指定集群角色名称
- subjects:
- - kind: ServiceAccount #指定绑定类型为用户
- name: traefik-ingress-controller #指定绑定的用户名称
- namespace: kube-system #指定所在命名空间
- #一个ClusterRole可以与多个ServiceAccount绑定
2.启用RBAC
（三）创建Daemonset
1.查看文件
- [root@master01 traefik]#cat traefik-ds.yaml
- kind: DaemonSet
- apiVersion: apps/v1
- metadata:
- name: traefik-ingress-controller
- namespace: kube-system
- labels:
- k8s-app: traefik-ingress-lb #设置标签
- spec:
- selector:
- matchLabels:
- k8s-app: traefik-ingress-lb
- name: traefik-ingress-lb
- #用于匹配与这个DaemonSet关联的 Pods。只有当Pods的标签与这里定义的matchLabels匹配时，才会被视为这个DaemonSet的一部分。
- template:
- metadata:
- labels: #定义pod标签
- k8s-app: traefik-ingress-lb
- name: traefik-ingress-lb
- spec:
- serviceAccountName: traefik-ingress-controller
- #指定了Pods运行时要使用的ServiceAccount的名称，为上一步创建并已经授权的用户账户
- terminationGracePeriodSeconds: 60 #定义了Pod终止前等待的时间
- containers:
- - image: traefik:v1.7 #定义版本为1.7，也可以自定义版本
- name: traefik-ingress-lb
- ports: #定义了容器监听的端口以及是否映射到宿主机的端口
- - name: http #端口的名称。
- containerPort: 80 #定义监听端口80，用于提供web服务
- hostPort: 80 #宿主机上监听的端口号
- - name: admin #端口的名称。
- containerPort: 8080 #监听8080端口，用于提供UI界面
- hostPort: 8080 #宿主机上监听的端口号
- securityContext: #定义容器的安全策略
- capabilities: #定义了容器可以使用的 Linux 能力
- drop: #列出了要从容器中删除的能力
- - ALL #ALL表示所有
- add: #列出了要添加到容器中的能力
- - NET_BIND_SERVICE #网卡绑定到service的能力
- args: #传递给容器的命令行参数
- - --api #启用其 API
- - --kubernetes #启用 Kubernetes 支持
- - --logLevel=INFO #将日志级别设置为INFO
- ---
- kind: Service #创建service资源
- apiVersion: v1
- metadata:
- name: traefik-ingress-service
- namespace: kube-system
- spec:
- selector:
- k8s-app: traefik-ingress-lb
- ports: #定义提供web界面与UI界面的端口
- - protocol: TCP
- port: 80
- name: web
- - protocol: TCP
- port: 8080
- name: admin
2.创建资源
- [root@master01 traefik]#kubectl apply -f traefik-ds.yaml
- daemonset.apps/traefik-ingress-controller created
- service/traefik-ingress-service created
- [root@master01 traefik]#kubectl get daemonsets.apps traefik-ingress-controller -n kube-system
- NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE SELECTOR AGE
- traefik-ingress-controller 2 2 2 2 2
4m16s - [root@master01 traefik]#kubectl get svc traefik-ingress-service -n kube-system
- NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
- traefik-ingress-service ClusterIP 10.96.194.37
80/TCP,8080/TCP 4m44s - [root@master01 traefik]#kubectl get pod -n kube-system
- NAME READY STATUS RESTARTS AGE
- coredns-74ff55c5b-dwzdp 1/1 Running 9 19d
- coredns-74ff55c5b-ws8c8 1/1 Running 9 19d
- etcd-master01 1/1 Running 9 19d
- kube-apiserver-master01 1/1 Running 4 5d11h
- kube-controller-manager-master01 1/1 Running 41 19d
- kube-proxy-psdnv 1/1 Running 9 19d
- kube-proxy-zmh82 1/1 Running 11 19d
- kube-proxy-zwnx2 1/1 Running 9 19d
- kube-scheduler-master01 1/1 Running 44 19d
- traefik-ingress-controller-qgs7z 1/1 Running 0 5m15s
- traefik-ingress-controller-td99z 1/1 Running 0 5m15s
- #在所有节点上创建一个traefik-ingress-controller
（四）创建UI界面
1.查看文件
- [root@master01 traefik]#cat ui.yaml
- ---
- apiVersion: v1
- kind: Service #创建service
- metadata:
- name: traefik-web-ui
- namespace: kube-system
- spec:
- selector:
- k8s-app: traefik-ingress-lb
- ports:
- - name: web
- port: 80
- targetPort: 8080
- ---
- apiVersion: extensions/v1beta1
- kind: Ingress #创建ingress规则
- metadata:
- name: traefik-web-ui
- namespace: kube-system
- spec:
- rules:
- - host: traefik-ui.minikube #触发规则的主机名
- http:
- paths:
- - path: /
- backend:
- serviceName: traefik-web-ui #Daemonset中创建的service资源
- servicePort: web #Daemonset中创建的service资源
2.创建资源
- [root@master01 traefik]#kubectl apply -f ui.yaml
- service/traefik-web-ui created
- Warning: extensions/v1beta1 Ingress is deprecated in v1.14+, unavailable in v1.22+; use networking.k8s.io/v1 Ingress
- ingress.extensions/traefik-web-ui created
- [root@master01 traefik]#kubectl get svc traefik-web-ui -n kube-system
- NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
- traefik-web-ui ClusterIP 10.96.214.175
80/TCP 43s - [root@master01 traefik]#kubectl get ingress traefik-web-ui -n kube-system
- NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
- traefik-web-ui
traefik-ui.minikube 80 56s
此时可以通过NodeIP地址，直接访问8080端口
三、创建访问资源
（一）创建deployment
- [root@master01 traefik]#cat deployment.yaml
- apiVersion: apps/v1
- kind: Deployment
- metadata:
- name: traefik-ingress01
- labels:
- traefik: ingress
- spec:
- replicas: 2
- selector:
- matchLabels:
- traefik: ingress
- template:
- metadata:
- labels:
- traefik: ingress
- spec:
- containers:
- - name: nginx
- image: nginx:1.18.0
- ports:
- - containerPort: 80
创建资源，并自定义访问界面
- [root@master01 traefik]#kubectl apply -f deployment.yaml
- deployment.apps/traefik-ingress01 created
- [root@master01 traefik]#kubectl get deployments.apps traefik-ingress01
- NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
- traefik-ingress01 2/2 2 2 14s
- [root@master01 traefik]#kubectl get pod -owide
- NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
- traefik-ingress01-7c6d58b95c-mqth2 1/1 Running 0 30s 10.244.1.221 node01
- traefik-ingress01-7c6d58b95c-wkl4s 1/1 Running 0 30s 10.244.2.12 node02
- //自定义web界面
- [root@master01 traefik]#kubectl exec -it traefik-ingress01-7c6d58b95c-mqth2 bash
- root@traefik-ingress01-7c6d58b95c-mqth2:/# echo "this is traefik01" >/usr/share/nginx/html/index.html
- root@traefik-ingress01-7c6d58b95c-mqth2:/# exit
- exit
- [root@master01 traefik]#kubectl exec -it traefik-ingress01-7c6d58b95c-wkl4s bash
- root@traefik-ingress01-7c6d58b95c-wkl4s:/# echo "this is traefik02" >/usr/share/nginx/html/index.html
- root@traefik-ingress01-7c6d58b95c-wkl4s:/# exit
- exit
- [root@master01 traefik]#curl 10.244.1.221
- this is traefik01
- [root@master01 traefik]#curl 10.244.2.12
- this is traefik02
（二）创建service
- [root@master01 traefik]#cat service.yaml
- apiVersion: v1
- kind: Service
- metadata:
- name: traefik-svc
- spec:
- ports:
- - port: 80
- targetPort: 80
- protocol: TCP
- selector:
- traefik: ingress
- [root@master01 traefik]#kubectl apply -f service.yaml
- service/traefik-svc created
- [root@master01 traefik]#kubectl get svc traefik-svc
- NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
- traefik-svc ClusterIP 10.96.31.72
80/TCP 9s
（三）创建ingress规则
- [root@master01 traefik]#cat ingress.yaml
- apiVersion: networking.k8s.io/v1
- kind: Ingress
- metadata:
- name: traefik-test
- spec:
- rules:
- - host: www.traefik01.com
- http:
- paths:
- - path: /
- pathType: Prefix
- backend:
- service:
- name: traefik-svc
- port:
- number: 80
- [root@master01 traefik]#kubectl apply -f ingress.yaml
- ingress.networking.k8s.io/traefik-test created
- [root@master01 traefik]#kubectl get ingress traefik-test
- NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
- traefik-test
www.traefik01.com 80 11s
（四）客户端访问
- [root@nfs ~]#grep www.traefik01.com /etc/hosts
- 192.168.83.40 node01 www.traefik01.com
- [root@nfs ~]#curl www.traefik01.com
- this is traefik01
- [root@nfs ~]#curl www.traefik01.com
- this is traefik02
- [root@nfs ~]#curl www.traefik01.com
- this is traefik01
- [root@nfs ~]#curl www.traefik01.com
- this is traefik02
web界面监控
Total Response Time
总响应时间指的是从客户端发送请求开始，直到接收到完整响应所花费的总时间。它包括了请求在网络中的传输时间、服务器处理请求的时间以及响应数据的传输时间。在高负载或网络延迟高的情况下，Total Response Time 可能会显著增加。
Total Code Count
代码总量是指在某个软件项目或代码库中源代码的总行数。它可以用来衡量项目的规模或复杂度。在软件工程中，代码行数（LOC, Lines Of Code）有时被用作项目进度或开发工作量的粗略指标，尽管它并不是衡量软件质量的可靠标准。
Uptime Since
自上次启动以来的运行时间，通常显示为“Uptime Since”后面跟一个日期和时间。这是指系统或服务自从上一次重启后持续运行的时间长度。长时间的运行时间通常意味着系统稳定，没有经历频繁的重启或故障。
2024-06-05 09:54:41 +08:00
这是一个具体的时间戳，采用 ISO 8601 格式。这里的时间是2024年6月5日的9点54分41秒，处于东八区的时区（中国标准时间）。这个时间戳可以用于日志记录、事件追踪或系统状态的时间标记。
Average Response Time
平均响应时间是所有请求响应时间的平均值，通常用于衡量服务器或服务的性能。较低的平均响应时间表明系统响应迅速，处理能力强。它是性能监控和调优的关键指标之一。
Code Count
代码计数通常指的是单个文件或模块中的源代码行数。与 Total Code Count 不同，它关注的是特定部分的代码量，而不是整个项目。
PID
PID，即进程标识符（Process Identifier），是操作系统分配给每个运行进程的唯一数字标识。PID 用于跟踪和管理进程，如发送信号、终止进程或查询进程状态。在系统管理和调试中，PID 是一个重要的标识符。
在更高的版本中，Traefik会提供更友好的UI界面，部署的方式也会多样化，后续会给大家介绍更高版本的Traefik组件
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/hy199707/article/details/139453956