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通过Gateway with Inference Extension访问服务

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Gateway API是Kubernetes官方项目，是下一代Kubernetes路由和负载均衡API，支持通过Gateway API配置流量规则。本文介绍Gateway with Inference Extension支持的一些Gateway API基础能力配置方法。

工作原理

Gateway with Inference Extension组件基于Envoy Gateway项目构建，支持完整的Gateway API基础能力及开源Envoy Gateway扩展资源。

Envoy Gateway架构包括：

  • 控制面：由Envoy Gateway组件构成，主要负责监听集群中的流量规则，动态创建和管理Envoy代理实例，并实时更新其转发规则，但不直接参与业务流量的转发。

  • 数据面：由实际运行的Envoy Proxy实例组成，负责处理和转发业务流量，确保高效和可靠的通信。

适用范围

准备工作

  1. 创建测试应用backend和backend-2。将以下YAML内容保存为backend.yaml，然后执行kubectl apply -f backend.yaml命令。

    说明

    应用backend-2只需要将backend的YAML中backend全部替换为backend-2即可。

    apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: backend
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: backend
  labels:
    app: backend
    service: backend
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 3000
      targetPort: 3000
  selector:
    app: backend
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: backend
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: backend
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: backend
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: backend
      containers:
        - image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/envoygateway-echo-basic:v20231214-v1.0.0-140-gf544a46e
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          name: backend
          ports:
            - containerPort: 3000
          env:
            - name: POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  fieldPath: metadata.name
            - name: NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  fieldPath: metadata.namespace

  2. 安装Gateway with Inference Extension会默认创建GatewayClass，可参考以下方式进行查看。

    kubectl get gatewayclass
NAME          CONTROLLER                                      ACCEPTED   AGE
ack-gateway   gateway.envoyproxy.io/gatewayclass-controller   True       2m31s

    如未发现GatewayClass资源，需手动创建。

    创建GatewayClass

    将以下YAML内容保存为gatewayclass.yaml，然后执行kubectl apply -f gatewayclass.yaml命令。

    apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: GatewayClass
metadata:
  name: ack-gateway
spec:
  controllerName: gateway.envoyproxy.io/gatewayclass-controller

  3. 创建Gateway资源。将以下YAML内容保存为gateway.yaml，然后执行kubectl apply -f gateway.yaml命令。

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

    Gateway with Inference Extension组件控制面会根据当前Gateway资源创建出EnvoyProxy Deployment以及对应的LB类型的Service，并在指定端口开启监听。关于LB实例的计费标准，请参见负载均衡计费说明。

    也可自定义EnvoyProxy的Deployment规格以及Service参数，或者开启网关HPA。

  4. 获取网关地址。

    export GATEWAY_HOST=$(kubectl get gateway/ack-gateway -o jsonpath='{.status.addresses[0].value}')

基于路径前缀匹配的HTTP路由

以下示例配置HTTPRoute匹配/get前缀，并进行测试验证。

  1. 创建HTTPRoute资源。将以下YAML内容保存为httproute.yaml，然后执行kubectl apply -f httproute.yaml命令。

    apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: backend
spec:
  parentRefs:
    - name: ack-gateway
  hostnames:
    - "www.example.com"
  rules:
    - backendRefs:
        - group: ""
          kind: Service
          name: backend
          port: 3000
          weight: 1
      matches:
        - path:
            type: PathPrefix
            value: /get

  2. 测试访问。

    curl -H "Host: www.example.com" http://$GATEWAY_HOST/get

    预期输出：

    {
 "path": "/get",
 "host": "www.example.com",
 "method": "GET",
 "proto": "HTTP/1.1",
 "headers": {
  "Accept": [
   "*/*"
  ],
  "User-Agent": [
   "curl/8.9.1"
  ],
  "X-Envoy-External-Address": [
   "115.XX.XXX.55"
  ],
  "X-Forwarded-For": [
   "115.XX.XXX.55"
  ],
  "X-Forwarded-Proto": [
   "http"
  ],
  "X-Request-Id": [
   "953b2f8f-26d3-4ba9-93ba-a482b197b1ff"
  ]
 },
 "namespace": "default",
 "ingress": "",
 "service": "",
 "pod": "backend-5bff7XXXXX-XXXXX"
 }

添加请求Header

更新HTTPRoute配置，为路由的请求添加Header。

  1. 更新HTTPRoute资源。将以下YAML内容保存为httproute.yaml，然后执行kubectl apply -f httproute.yaml命令。

    apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: backend
spec:
  parentRefs:
    - name: ack-gateway
  hostnames:
    - "www.example.com"
  rules:
  - matches:
    - path:
        type: PathPrefix
        value: /get
    backendRefs:
    - group: ""
      kind: Service
      name: backend
      port: 3000
      weight: 1
    filters:
    - type: RequestHeaderModifier
      requestHeaderModifier:
        add:
        - name: "added-header"
          value: "foo"

  2. 测试访问。

    curl -H "Host: www.example.com" http://$GATEWAY_HOST/get

    预期输出：由于示例应用会将请求信息作为响应返回，因此可以在响应中看到已添加的added-header，表明操作已成功。

    {
 "path": "/get",
 "host": "www.example.com",
 "method": "GET",
 "proto": "HTTP/1.1",
 "headers": {
  "Accept": [
   "*/*"
  ],
  "Added-Header": [
   "foo"
  ],
  "User-Agent": [
   "curl/8.9.1"
  ],
  "X-Envoy-External-Address": [
   "115.XX.XXX.55"
  ],
  "X-Forwarded-For": [
   "115.XX.XXX.55"
  ],
  "X-Forwarded-Proto": [
   "http"
  ],
  "X-Request-Id": [
   "d37f19e5-25c1-45cf-90e5-51453e7ae3ed"
  ]
 },
 "namespace": "default",
 "ingress": "",
 "service": "",
 "pod": "backend-5bff7XXXXX-XXXXX"
}

按比例分发请求

以下将再次更新HTTPRoute配置，增加backend-2的路由规则，并为backend和backend-2服务配置权重。

说明

Gateway API并不要求所有backendRef的权重之和为100。单个服务比例计算规则为：。所有请求的流量将按照此规则的比例进行分配。

  1. 更新HTTPRoute资源。将以下YAML内容保存为httproute.yaml，然后执行kubectl apply -f httproute.yaml命令。

    apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: backend
spec:
  parentRefs:
    - name: ack-gateway
  hostnames:
    - "www.example.com"
  rules:
  - matches:
    - path:
        type: PathPrefix
        value: /get
    backendRefs:
    - group: ""
      kind: Service
      name: backend
      port: 3000
      weight: 8
    - group: ""
      kind: Service
      name: backend-2
      port: 3000
      weight: 2

  2. 测试连续访问20次，查看两个服务的比例。

    以下命令进行了额外处理，使输出仅显示backend和backend-2。
    for i in $(seq 1 20); do curl -sS -H "Host: www.example.com" http://$GATEWAY_HOST/get |grep backend; done | \
    sed -E 's/".*"(backend(-2)?)-[0-9a-zA-Z]*-.*/\1/'

    预期输出： 两个服务接收到的流量比例大致为80%和20%。

     backend-2
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend
 backend-2
 backend-2
 backend
 backend
 backend-2
 backend
 backend
 backend
 backend

处理TLS流量

更新Gateway资源，配置证书并添加TLS监听，以验证对TLS流量处理的支持。

  1. 生成证书，并创建Secret。

    openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -subj '/O=example Inc./CN=example.com' -keyout example.com.key -out example.com.crt
openssl req -out www.example.com.csr -newkey rsa:2048 -nodes -keyout www.example.com.key -subj "/CN=www.example.com/O=example organization"
openssl x509 -req -days 365 -CA example.com.crt -CAkey example.com.key -set_serial 0 -in www.example.com.csr -out www.example.com.crt
kubectl create secret tls example-cert --key=www.example.com.key --cert=www.example.com.crt

  2. 更新Gateway资源。添加TLS监听，并引用上一步创建的证书。

    kubectl patch gateway ack-gateway --type=json --patch '
  - op: add
    path: /spec/listeners/-
    value:
      name: https
      protocol: HTTPS
      port: 443
      tls:
        mode: Terminate
        certificateRefs:
        - kind: Secret
          group: ""
          name: example-cert
  '

  3. 查看更改是否生效。

    kubectl get gateway/ack-gateway -o yaml | grep spec: -A 20

    预期输出：

    spec:
  gatewayClassName: ack-gateway
  listeners:
  - allowedRoutes:
      namespaces:
        from: Same
    name: http
    port: 80
    protocol: HTTP
  - allowedRoutes:
      namespaces:
        from: Same
    name: https
    port: 443
    protocol: HTTPS
    tls:
      certificateRefs:
      - group: ""
        kind: Secret
        name: example-cert
      mode: Terminate
status:

    输出结果表明，更改已经生效。

  4. 测试访问。

    curl -H Host: www.example.com --resolve "www.example.com:443:${GATEWAY_HOST}" \
--cacert example.com.crt https://www.example.com/get

    预期输出：

    {
 "path": "/get",
 "host": "www.example.com",
 "method": "GET",
 "proto": "HTTP/1.1",
 "headers": {
  "Accept": [
   "*/*"
  ],
  "User-Agent": [
   "curl/8.9.1"
  ],
  "X-Envoy-External-Address": [
   "115.XX.XXX.55"
  ],
  "X-Forwarded-For": [
   "115.XX.XXX.55"
  ],
  "X-Forwarded-Proto": [
   "https"
  ],
  "X-Request-Id": [
   "ac539756-3826-474b-be2f-5e57fdd49dac"
  ]
 },
 "namespace": "default",
 "ingress": "",
 "service": "",
 "pod": "backend-5bff7XXXXX-XXXXX"
}
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