Gateway API：Kubernetes中的动态基础设施配置与流量路由

Gateway API：Kubernetes中的动态基础设施配置与流量路由

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/zihuxinyu/article/details/144183891

导读：本文详细介绍了Kubernetes中的Gateway API，包括其设计原则、资源模型、请求流程、一致性等方面。Gateway API提供了动态基础设施配置和高级流量路由功能，通过可扩展、面向角色和协议感知的配置机制使网络服务可用。

一、引言

Gateway API是一系列API类型，用于提供动态基础设施配置和高级流量路由功能。它利用可扩展、面向角色且具有协议感知的配置机制，使网络服务得以应用。Gateway API作为一个附加组件，涵盖了多种API类型，旨在实现动态基础设施配置和高级流量路由。

二、设计原则

1. 面向角色：Gateway API类型根据负责管理Kubernetes服务网络的组织角色进行建模。包括基础设施提供者（管理允许多个隔离集群服务多个租户的基础设施，如云提供商）、集群运营商（管理集群，通常关注策略、网络访问、应用权限等）和应用开发者（管理在集群中运行的应用，通常关注应用级配置和服务组合）。

2. 可移植性：Gateway API规范定义为自定义资源，并得到众多实现的支持。

3. 表达性：Gateway API类型支持常见流量路由用例的功能，如基于头部的匹配、流量加权等，这些功能在Ingress中以前只能通过自定义注释实现。

4. 可扩展性：Gateway允许在API的不同层链接自定义资源，从而在API结构的适当位置实现精细的定制。

三、资源模型

1. GatewayClass：定义一组具有共同配置的网关，并由实现该类的控制器进行管理。例如：

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: GatewayClass
metadata:
  name: example-class
spec:
  controllerName: example.com/gateway-controller  

在此示例中，已实现Gateway API的控制器被配置为管理具有名称“example.com/gateway-controller”的GatewayClass，此类的网关将由该实现的控制器管理。

2.Gateway：描述流量处理基础设施的实例，定义可用于处理流量（如过滤、平衡、拆分等）的网络端点，例如云负载均衡器或集群内代理服务器。示例如下：

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: Gateway
metadata:
  name: example-gateway
spec:
  gatewayClassName: example-class
  listeners:
- name: http
    protocol: HTTP
    port: 80  

此例中，流量处理基础设施实例被编程为在端口80上监听HTTP流量，由于未指定地址字段，实现的控制器会为网关分配地址或主机名，该地址用作处理路由中定义的后端网络端点流量的网络端点。

3.HTTPRoute：指定从网关监听器到后端网络端点的HTTP请求的路由行为。对于服务后端，实现可能将后端网络端点表示为服务IP或服务的后端端点。例如：

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: example-httproute
spec:
  parentRefs:
- name: example-gateway
  hostnames:
- "www.example.com"
  rules:
- matches:
- path:
        type: PathPrefix
        value: /login
      backendRefs:
- name: example-svc
        port: 8080  

在此示例中，来自网关“example-gateway”、主机头设置为“www.example.com”且请求路径指定为“/login”的HTTP流量将被路由到端口8080的服务“example-svc”。

Gateway API组织为不同的API类型，它们具有相互依赖的关系，以支持组织的面向角色性质。一个Gateway对象与一个GatewayClass精确关联，GatewayClass描述负责管理此类网关的网关控制器，然后一个或多个路由类型（如HTTPRoute）与网关关联，网关可以过滤可附加到其监听器的路由，与路由形成双向信任模型。

四、请求流程

以一个使用Gateway和HTTPRoute将HTTP流量路由到服务的简单示例来说明请求流程。假设Gateway实现为反向代理，流程如下：

1. 客户端开始为URL“http://www.example.com”准备HTTP请求。

2. 客户端的DNS解析器查询目标名称，并获取与网关关联的一个或多个IP地址的映射。

3. 客户端向网关IP地址发送请求；反向代理接收HTTP请求，并使用主机头匹配从网关和附加的HTTPRoute派生的配置。

4. 可选地，反向代理可以根据HTTPRoute的匹配规则执行请求头和/或路径匹配。

5. 可选地，反向代理可以修改请求，例如根据HTTPRoute的过滤规则添加或删除头。

6. 最后，反向代理将请求转发到一个或多个后端。

五、一致性

Gateway API涵盖了广泛的功能并被广泛实现。这种组合需要明确的一致性定义和测试，以确保无论在何处使用该API都能提供一致的体验。有关详细信息，如发布渠道、支持级别和运行一致性测试，请参阅一致性文档。

六、从Ingress迁移

Gateway API是Ingress API的后继者，但它不包括Ingress类型。因此，需要将现有的Ingress资源一次性转换为Gateway API资源。有关将Ingress资源迁移到Gateway API资源的详细信息，请参阅Ingress迁移指南。

七、专业术语表