NGINX Ingress Controller 设计原理

更新日期: 2019-12-24阅读: 2.3k标签: 原理
原文 https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/how-it-works/#nginx-model


ingress controller 如何工作

这篇文档的目的是解释 nginx ingress 控制器是如何工作的,特别是 nginx 模型的构建以及为什么需要它。


Nginx 配置

nginx ingress 控制器目标是组织 nginx 配置文件, 当 nginx 的配置文件发生任何更改时都需要重新加载,当配置文件中upstream 的内容有变更时(例如 当部署的应用中的 endpoints 变更时), nginx 的配置文件不会被重新加载,我们使用 ngx_http_lua_module 模块完成 endpoints 的变更,请继续往下看是如何操作的。


nginx 模型

通常来说,k8s 控制器利用同步循环模式去检查控制器中资源的变更或者更新,为了达到这个目的,我们需要使用来自集群中不同的对象来构建一个模型,特别是(没有顺序要求) ingresses、Services, Endpoints, Secrets, and Configmaps 来生成一份和时间点相关的配置文件用来反映集群的状态。为了从集群中获取对象,我们使用 Kubernetes Informers 特别是FilteredSharedInformer,Informers 允许通过回掉机制对每一个独立的资源对象在添加、删除、更新时做出相关的反映,不幸的是,没有一种方式能够知道 nginx 的配置文件中具体哪一处发生了变化,因此,当每次发生变更时,我们不得不重新构建一次完成的配置模型与当前正在运行的模型进行比较,如果新的模型和当前的相等,那就避免生成新的配置从而去触发 nginx 重载,除此之外,我们检查如果仅仅是 Endpoints 不一样, 我们发送一个 HTTP POST 到 lua 处理模块,它运行在 nginx server 内部,从而避免重新生成新的配置触发 nginx 重新加载,如果新的配置模型和正在运行的模型比较后不仅仅是 Endpoints 不一样,那么就基于新的配置模型生成配置文件替换正在运行的配置文件触发 nginx 重新加载,

利用模型一是为了避免不必要的 reload 发生再一个是为了检查配置的定义冲突。

nginx 的最终配置文件来源于 Go template, 利用新的模型作为模版的需要的变量。


构建 nginx 模型

构建模型是一个昂贵的操作,由于这个原因,使用同步循环是必须的,通过使用 work queue 可以避免变更丢失,同时去掉 sync.Mutex的使用,额外的在循环开始和循环结束时创建时间窗允许丢弃不必要的更新,很重要的一件事情是集群中的任何变更都会都过 informer 发送到控制器中,这也是使用 work queue 的一个原因。

构建模型步骤

  • 通过CreationTimestamp 字段对 ingress 规则进行排序,比如 旧规则优先
  • 如果在多个 ingress 中相同主机的的相同路径被定义,最后的定义生效
  • 如果多个 ingress 包含了相同主机的相同 TLS 部分内容,最后的定义生效
  • 如果多个 ingresses 定义的一个注解影响了 server 部分的配置,那么最后的定义生效
  • 创建 nginx servers 的列表(每一个主机)
  • 创建 nginx upstreams 列表
  • 如果多个 ingresses 定义了同一个主机的不同路径,ingress controller 会降这些定义合并
  • 注解会被应用到 ingress 中所有的路径
  • 每一个 ingresses 可以定义不同的注解,这些注解不会被共享


什么时候需要 reload

以下列表描述了需要 reload 的场景

  • 新的 ingress 资源被创建
  • TLS section 添加到已经存在的 ingress 中
  • 更改 ingress 的注解不仅仅影响到了 upstream 的配置,例如 load-balance 注解更改不需要执行 reload 操作
  • 从 ingress 中添加或者移除路径
  • 移除 Ingress, Service, Secret
  • 一些缺失的对象从 ingress 中可以获得,比如 Service 或者 Secret
  • Secret 被更新


避免 reload

某种情况下应该避免 reload, 特别是 endpoints 的变更, 比如 pod 的启动或者替换,完全删除重新加载超出了Ingress 控制器的范围。这将需要大量工作,并且在某些时候没有任何意义。 仅当 NGINX 更改了读取新配置的方式时,这才可以更改,基本上,新的更改不会替代工作进程


避免 reload 当 Endpoints 变更时

当每一次 endpoint 变更时,控制器能够从看得见的 services 中获取 endpoints,生成相关的后端对象,然后将这些对象发送到运行在 ngixn 内部的 lua 处理模块中, Lua 代码反过来将这些对象存储在共享内存区域, 每一次请求到来时 balancer_by_lua 会通过配置的负载均衡算法选择一个后端对象来处理,nginx 则关心其余的事情,这种方式避免了当 endpoint 变化时发生 reload,注意当 upstream 的注解发生变更时也会避免发生 reload。

在具有频繁部署应用程序的相对较大的群集中,此功能可以节省大量 Nginx 重载,否则会影响响应延迟,负载均衡质量(每次重载 Nginx 都会重置负载平衡状态)等等


避免错误配置导致中断

因为 ingress 制器使用同步循环工作模式,所以它将配置应用于所有匹配的对象。如果某些 Ingress 对象的配置损坏,例如nginx.ingress.kubernetes.io/configuration-snippet 批注中的语法错误,则生成的配置将变为无效,不会重新加载,因此没有 ingress 将会被考虑。

为了防止这种情况的发生,nginx 入口控制器选择性的暴漏一个 准入验证 Webhook 服务器,以确保传入的 ingress 对象的有效性。 Webhook 进来的 ingress 加入到 ingresses 列表中,生成配置并调用 nginx 以确保配置没有语法错误。


链接: https://fly63.com/article/detial/7595

CSS定位之BFC背后的神奇原理

BFC已经是一个耳听熟闻的词语了,网上有许多关于 BFC 的文章,介绍了如何触发 BFC 以及 BFC 的一些用处(如清浮动,防止 margin 重叠等)。BFC直译为\"块级格式化上下文\"。它是一个独立的渲染区域,只有Block-level box参与

天天都在使用CSS,那么CSS的原理是什么呢?

作为前端,我们每天都在与CSS打交道,那么CSS的原理是什么呢?开篇,我们还是不厌其烦的回顾一下浏览器的渲染过程,学会使用永远都是最基本的标准,但是懂得原理,你才能触类旁通,超越自我。

JavaScript 中的函数式编程原理

做了一些研究,我发现了函数式编程概念,如不变性和纯函数。 这些概念使你能够构建无副作用的功能,而函数式编程的一些优点,也使得系统变得更加容易维护。我将通过 JavaScript 中的大量代码示例向您详细介绍函数式编程和一些重要概念。

Angular ZoneJS 原理

如果你阅读过关于Angular 2变化检测的资料,那么你很可能听说过zone。Zone是一个从Dart中引入的特性并被Angular 2内部用来判断是否应该触发变化检测

Vue.js响应式原理

updateComponent在更新渲染组件时,会访问1或多个数据模版插值,当访问数据时,将通过getter拦截器把componentUpdateWatcher作为订阅者添加到多个依赖中,每当其中一个数据有更新,将执行setter函数

new运算符的原理

一个继承自 Foo.prototype 的新对象被创建;使用指定的参数调用构造函数 Foo,并将 this 绑定到新创建的对象。new Foo 等同于 new Foo(),也就是没有指定参数时,Foo 不带任何参数调用的情况

彻底弄懂HTTP缓存机制及原理

Http 缓存机制作为 web 性能优化的重要手段,对于从事 Web 开发的同学们来说,应该是知识体系库中的一个基础环节,同时对于有志成为前端架构师的同学来说是必备的知识技能。

https的基本原理

HTTPS = HTTP + TLS/SSL,简单理解 HTTPS 其实就是在 HTTP 上面加多了一层安全层。HTTP 可以是 Http2.0 也可以是 Http1.1,不过现在 Http2.0 是强制要求使用 Https 的。使用非对称密钥(即公钥私钥))和对称密钥)(即共享密钥)相结合

Node中的Cookie和Session

HTTP是无状态协议。例:打开一个域名的首页,进而打开该域名的其他页面,服务器无法识别访问者。即同一浏览器访问同一网站,每次访问都没有任何关系。Cookie的原理是

理解Promise原理

Promise 必须为以下三种状态之一:等待态(Pending)、执行态(Fulfilled)和拒绝态(Rejected)。一旦Promise 被 resolve 或 reject,不能再迁移至其他任何状态(即状态 immutable)。

点击更多...

内容以共享、参考、研究为目的,不存在任何商业目的。其版权属原作者所有,如有侵权或违规,请与小编联系!情况属实本人将予以删除!