k8s keepalived 负载均衡，k8s负载均衡ingress

欧气 2024年09月26日 06:17 4 0

***：K8s 中 Keepalived 可用于实现负载均衡，它在集群中发挥着重要作用。通过 Keepalived 的配置与运行，能有效管理和分配网络流量。而 K8s 负载均衡的 Ingress 则是另一种关键机制，它提供了对外部流量的集中管理和路由。Ingress 可以定义规则，将进入的请求路由到特定的服务或后端。两者结合起来，为 K8s 集群提供了强大且灵活的负载均衡解决方案，提升系统的可用性、可靠性和性能，确保应用程序能够高效地处理大量并发请求。

标题：深入解析 Kubernetes 中基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡

本文详细探讨了 Kubernetes 中基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡机制，通过对 Keepalived 原理的阐述，结合 Ingress 在 Kubernetes 中的重要性和工作方式，深入分析了如何利用 Keepalived 实现高可用的 Ingress 负载均衡，文中还包括了实际案例和配置示例，以帮助读者更好地理解和应用这一关键技术，从而提升 Kubernetes 集群的服务可用性和性能。

一、引言

随着云计算和容器化技术的迅速发展，Kubernetes 已成为企业级应用部署和管理的主流平台，在 Kubernetes 中，Ingress 是一种重要的网络资源，它提供了对集群内服务的外部访问入口，而 Keepalived 则是一个常用的高可用解决方案，可用于实现 Ingress 的冗余和故障转移，本文将深入研究 Kubernetes 中基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡，探讨其原理、优势以及实际应用中的注意事项。

二、Keepalived 原理

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图片来源于网络，如有侵权联系删除

Keepalived 是一个基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）的高可用解决方案，它通过在一组路由器之间选举主路由器和备份路由器，实现了网络服务的冗余和故障转移，当主路由器出现故障时，备份路由器会自动接管其工作，确保网络服务的连续性。

在 Keepalived 中，主要有以下几个关键组件：

1、VRRP 协议：VRRP 协议定义了主路由器和备份路由器之间的通信方式和状态切换机制，主路由器负责转发网络数据包，备份路由器则处于待命状态，当主路由器出现故障时，备份路由器会接管其工作。

2、IP 地址漂移：Keepalived 可以通过配置 IP 地址漂移，将虚拟 IP 地址（VIP）分配给主路由器和备份路由器，当主路由器出现故障时，备份路由器会接管 VIP，并继续转发网络数据包。

3、健康检查：Keepalived 可以通过配置健康检查机制，定期检查主路由器和备份路由器的健康状态，当主路由器出现故障或不健康时，备份路由器会自动接管其工作。

4、脚本执行：Keepalived 可以通过配置脚本执行机制，在主路由器和备份路由器之间进行状态切换时执行自定义的脚本，这些脚本可以用于实现一些特定的功能，如服务重启、配置更新等。

三、Ingress 在 Kubernetes 中的作用

Ingress 是 Kubernetes 中一种重要的网络资源，它提供了对集群内服务的外部访问入口，Ingress 可以将外部的 HTTP 和 HTTPS 请求路由到集群内的服务上，实现了服务的外部访问，Ingress 还可以提供一些高级功能，如路径重写、请求头修改、TLS 终止等。

在 Kubernetes 中，Ingress 是通过定义 Ingress 对象来实现的，Ingress 对象包含了一系列的规则，用于定义外部请求如何路由到集群内的服务上，Ingress 对象还可以包含一些可选的配置，如 TLS 证书、后端服务的端口等。

四、基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡原理

基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡是通过在 Kubernetes 集群中部署 Keepalived 服务，并将 Ingress 对象配置为使用 Keepalived 提供的虚拟 IP 地址作为其外部访问地址来实现的，当 Keepalived 服务正常运行时，它会将虚拟 IP 地址分配给主路由器和备份路由器，当主路由器出现故障时，备份路由器会自动接管其工作，并继续将虚拟 IP 地址分配给外部请求。

在基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡中，主要有以下几个关键组件：

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1、Keepalived 服务：Keepalived 服务负责提供虚拟 IP 地址，并实现主路由器和备份路由器之间的状态切换。

2、Ingress 对象：Ingress 对象负责定义外部请求如何路由到集群内的服务上，Ingress 对象可以配置为使用 Keepalived 提供的虚拟 IP 地址作为其外部访问地址。

3、后端服务：后端服务是指集群内实际提供服务的 Pod 或 Service，后端服务可以通过 Ingress 对象进行访问。

五、基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡配置示例

以下是一个基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡配置示例：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
    nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$1
spec:
  rules:
  - host: www.example.com
    http:
      paths:
      - path: /(.*)
        backend:
          service:
            name: my-service
            port:
              number: 80
  ingressClassName: keepalived

在上述示例中，我们定义了一个名为my-ingress的 Ingress 对象，它将外部请求路由到名为my-service的后端服务上，Ingress 对象使用了nginx作为 Ingress 控制器，并配置了使用正则表达式进行路径重写，Ingress 对象还配置了使用keepalived作为 Ingress 类，以启用基于 Keepalived 的负载均衡。

以下是一个基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡的 Keepalived 配置示例：

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个名为VI_1的 VRRP 实例，它使用eth0作为网络接口，并将虚拟路由器 ID 设置为 51。priority参数设置为主路由器的优先级为 100，advert_int参数设置为 1 秒。authentication参数设置了认证类型为密码认证，并设置了认证密码为123456。virtual_ipaddress参数设置了虚拟 IP 地址为192.168.1.100。

六、基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡优势

基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡具有以下几个优势：

1、高可用性：通过使用 Keepalived 实现主路由器和备份路由器之间的状态切换，可以确保 Ingress 服务的高可用性，当主路由器出现故障时，备份路由器会自动接管其工作，确保网络服务的连续性。

2、负载均衡：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡可以将外部请求均匀地分发到多个后端服务上，实现了负载均衡，这可以提高系统的性能和可靠性。

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3、易于配置和管理：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡的配置和管理相对简单，只需要在 Kubernetes 集群中部署 Keepalived 服务，并将 Ingress 对象配置为使用 Keepalived 提供的虚拟 IP 地址作为其外部访问地址即可。

4、支持多种应用场景：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡可以支持多种应用场景，如 HTTP 负载均衡、HTTPS 负载均衡、TCP 负载均衡等。

七、基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡注意事项

在使用基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡时，需要注意以下几个事项：

1、网络拓扑结构：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡需要网络拓扑结构支持 VRRP 协议，如果网络拓扑结构不支持 VRRP 协议，则无法使用基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡。

2、健康检查：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡需要配置健康检查机制，以确保后端服务的健康状态，如果后端服务出现故障或不健康，则 Keepalived 会自动将其从负载均衡池中移除。

3、虚拟 IP 地址漂移：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡需要配置虚拟 IP 地址漂移，以确保在主路由器出现故障时，备份路由器能够自动接管其工作，如果虚拟 IP 地址漂移配置不正确，则可能导致网络服务中断。

4、脚本执行：基于 Keepalived 的 Ingress 负载均衡可以通过配置脚本执行机制，在主路由器和备份路由器之间进行状态切换时执行自定义的脚本，这些脚本需要确保在状态切换过程中不会导致服务中断或数据丢失。

八、结论

标签： #K8s #Keepalived #负载均衡 #Ingress