Kubernetes 中 Ingress 和服务网格的使用时机问题

在 Kubernetes 中，选择使用 Ingress 还是服务网格取决于具体的应用场景、需求以及系统架构设计的复杂性和灵活性。

Ingress 的使用场景

Ingress 是 Kubernetes 内置的一种资源，用于管理外部 HTTP 和 HTTPS 流量如何路由到集群内部的服务。它主要用于暴露服务，使得外部可以通过域名、路径或者子域名访问内部的应用。Ingress 控制器根据定义的 Ingress 规则，决定如何将请求路由到正确的服务。

适用场景：

1. 简单的流量管理需求：当你的应用场景比较简单，比如你只需要将外部的流量按路径、子域名等路由到不同的后端服务时，Ingress 是一个理想的选择。它可以让你通过简单的规则配置，管理流量的路由，并且可以集成 TLS 证书来处理 HTTPS 请求。
2. 无需复杂的通信控制：如果你的服务之间的通信需求并不复杂，比如没有跨多个服务的调用链路、熔断、重试等高级功能需求，那么使用 Ingress 足以满足流量管理的需求。
3. 成本和管理的简化：Ingress 是 Kubernetes 的原生功能，使用相对简单，并且可以与现有的 Kubernetes 基础设施无缝集成，不需要引入额外的组件或第三方工具。对于团队规模较小、资源有限的项目，Ingress 提供了一个成本效益较高的解决方案。

例子：

假设你有一个简单的电商网站，其中包括了主页、产品页面和一个管理后台。你可以通过以下的 Ingress 配置来实现根据路径将流量路由到不同的服务：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ecommerce-ingress
spec:
  rules:
  - host: www.example.com
    http:
      paths:
      - path: /admin
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: admin-service
            port:
              number: 80
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: frontend-service
            port:
              number: 80

在这个配置中，当用户访问 www.example.com/admin 时，流量会被路由到管理后台的 admin-service，而其他所有路径的流量则会被路由到前端服务 frontend-service。

服务网格的使用场景

服务网格（Service Mesh）是一种用于管理微服务间通信的架构层。它提供了更复杂的流量控制、服务间安全、可观测性和弹性特性。在 Kubernetes 中，Istio、Linkerd 和 Consul 等都是常用的服务网格实现。

适用场景：

1. 复杂的服务间通信：当你的系统架构中包含多个微服务，并且这些微服务之间有复杂的调用链路时，服务网格可以帮助你管理和控制这些通信。通过服务网格，你可以轻松实现负载均衡、服务发现、超时、重试、熔断等功能，并且这些功能对开发者是透明的，不需要他们修改应用代码。
2. 增强的安全性需求：服务网格支持服务间的 mTLS（相互 TLS），这意味着服务间的通信可以在网络层被加密，从而提高系统的安全性。此外，服务网格还能管理服务之间的授权策略，确保只有被授权的服务才能访问特定的资源。
3. 可观测性和调试：服务网格提供了丰富的可观测性工具，包括分布式跟踪、日志记录和指标收集。它能够让你清晰地看到每一个服务调用的延迟、错误率等数据，从而帮助你更好地优化和调试系统。
4. 多集群和多环境支持：如果你在多个 Kubernetes 集群中运行服务，并且需要跨集群的通信和流量管理，服务网格提供了全面的解决方案。它能够帮助你在不同的集群和环境之间进行流量分发、流量镜像等操作。

例子：

设想一个大型的微服务架构，其中包括了用户服务、订单服务、支付服务和通知服务。这些服务之间有复杂的调用链路，并且你希望能够在用户请求经过多个服务时，记录下每个请求的延迟和错误，以便优化性能。此时，你可以使用 Istio 服务网格来管理这些服务之间的通信。

你可以配置 Istio 来实现以下功能：

• 流量管理：通过 Istio 的 VirtualService 和 DestinationRule，定义复杂的流量路由规则。例如，你可以设置 90% 的流量路由到稳定版的订单服务，而 10% 的流量路由到新版本的订单服务，用于灰度发布。
• 安全控制：启用 mTLS 来确保所有服务间通信的加密，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。
• 可观测性：使用 Istio 提供的 Kiali、Grafana 和 Prometheus 集成，监控系统的健康状况，查看每个服务的请求延迟、错误率和调用关系图。

如何选择

Ingress 和服务网格并不是互斥的技术，事实上，在很多复杂的系统中，二者可以结合使用。Ingress 主要用于外部流量的入口管理，而服务网格则专注于内部服务间的通信控制和管理。选择何种技术，取决于你的系统需求和复杂性。

• 对于简单的应用，如果你只是需要将外部请求路由到集群内的服务，Ingress 可能已经足够。
• 对于复杂的微服务架构，特别是需要高级的流量管理、跨服务的安全控制和深入的可观测性时，服务网格将提供更强大的功能。

总的来说，Ingress 适合于简单的外部流量管理，而服务网格则更适用于复杂的服务间通信管理。了解这两者的功能和适用场景，能够帮助你更好地设计和优化 Kubernetes 集群中的流量管理和服务治理策略。