使用 NGINX 自动实现本地 Kubernetes 服务的 TCP 负载平衡

您是一位现代应用程序开发人员。 您可以使用一组开源工具和一些商业工具来编写、测试、部署和管理新的应用程序和容器。 您已选择 Kubernetes 在开发、测试、暂存和生产环境中运行这些容器和 pod。 您已经了解微服务、云原生计算基金会和其他现代行业标准的架构和概念。

在这次旅程中，你发现 Kubernetes 确实很强大。 但你可能也对它有多么困难、不灵活和令人沮丧感到惊讶。 实施和协调路由器、防火墙、负载均衡器和其他网络设备的变更和更新可能会变得非常困难——尤其是在您自己的数据中心！ 这足以让开发人员流泪。

如何应对这些挑战与您在何处以及如何运行 Kubernetes（作为托管服务还是在本地）有很大关系。 本文讨论 TCP 负载均衡，这是部署选择影响易用性的关键领域。

使用托管 Kubernetes 实现 TCP 负载平衡（又称简易选项）

如果您使用像 Kubernetes 的公共云提供商这样的托管服务，那么大部分繁琐的网络事务都会为您处理。 只需一个命令（ kubectl apply -f loadbalancer.yaml ），服务类型LoadBalancer就会为您提供公共 IP、DNS 记录和 TCP 负载均衡器。 例如，您可以配置 Amazon Elastic Load Balancer 以将流量分配到包含 NGINX Ingress Controller 的 pod，并且使用此命令时无需担心后端发生变化。 这非常简单，我们敢打赌您认为这是理所当然的！

使用本地 Kubernetes 实现 TCP 负载平衡（又称硬选项）

对于内部部署集群来说，情况则完全不同。 您或您的网络同行必须提供网络部分。 您可能会想，“为什么让用户使用我的 Kubernetes 应用如此困难？” 答案很简单，但有点令人震惊： 服务类型负载均衡器（集群的前门）实际上并不存在。

为了在集群之外公开您的应用和服务，您的网络团队可能需要票证、批准、程序，甚至安全审查——所有这些都需要在他们重新配置设备之前完成。 或者你可能需要自己做所有事情，从而减慢应用交付的速度。 更糟糕的是，您不敢更改任何 Kubernetes 服务，因为如果NodePort发生变化，流量可能会被阻塞！ 我们都知道用户多么喜欢收到 500 错误。 你的老板可能更不喜欢它。

本地 TCP 负载平衡的更好解决方案： 适用于 Kubernetes 的 NGINX 负载均衡器

您可以使用我们的新项目将“困难选项”转变为“简单选项”： 适用于 Kubernetes 的 NGINX 负载均衡器。 这个免费项目是一个Kubernetes 控制器，它监视NGINX Ingress Controller并自动更新为负载均衡配置的外部NGINX Plus实例。 设计非常简单，安装和操作都很简单。 有了这个解决方案，您可以在本地环境中实施 TCP 负载均衡，确保立即检测到新的应用和服务并可用于流量 - 无需亲自动手。

架构与流程

Kubernetes 的 NGINX 负载均衡器位于 Kubernetes 集群内部。 它在 Kubernetes 上注册以监视 nginx-ingress 服务（NGINX Ingress Controller）。 当后端发生变化时，Kubernetes 的 NGINX 负载均衡器会收集 Worker IP 和 NodePort TCP 端口号，然后通过NGINX Plus API将 IP:ports 发送到 NGINX Plus。NGINX 上游服务器无需重新加载即可更新，NGINX Plus 会将流量负载平衡到正确的上游服务器和 Kubernetes NodePort。 可以添加额外的 NGINX Plus 实例来实现高可用性。

Kubernetes 上运行的 NGINX 负载均衡器快照

下面的屏幕截图中有两个窗口演示了 NGINX Loadbalancer for Kubernetes 的部署和运行：

1. 服务类型– LoadBalancer（用于nginx-ingress ）
2. 外部 IP – 连接到 NGINX Plus 服务器
3. 端口- NodePort 映射到 443:30158 并匹配 NGINX 上游服务器（如 NGINX Plus实时仪表板所示）
4. 日志– 表明 Kubernetes 的 NGINX 负载均衡器已成功将数据发送到 NGINX Plus

笔记： 在此示例中，Kubernetes 工作节点为 10.1.1.8 和 10.1.1.10

立即开始

如果您对 Kubernetes 集群边缘的网络挑战感到沮丧，请尝试该项目并告诉我们您的想法。 NGINX Loadbalancer for Kubernetes 的源代码是开源的（根据 Apache 2.0 许可证），所有安装说明均可在 GitHub 上找到。  

如需提供反馈，请在 repo 中给我们留言或在NGINX 社区 Slack中给我们留言。