如何快速的在 Kubernetes 上部署云原生微服務網關 APISIX
1、幾種常見網關的比較
- Nginx, 模塊化設計的反向代理軟件，C 語言開發
- OpenResty, 以 Nginx 為核心的 Web 開發平臺，可以解析執行 Lua 腳本
- Kong, OpenResty 的一個應用，是一個 API 網關，具有 API 管理和請求代理的功能，使用 PostgreSQL 存儲
- APISIX, 替換了 Kong 的 PostgreSQL 為 Etcd，基于 Nginx 的核心庫實現
APISIX 的優勢在于提供了 API 的管理和擴展能力，讓網關不再僅僅轉發服務，而是可以被配置、定制化。相較于 Nginx，APISIX 使用的是動態路由，避免了配置之后 reload 產生的風險。同時，APISIX 支持 HTTP(S)、HTTP2、Dubbo、QUIC、MQTT、TCP/UDP 等更多的協議，具有更好的使用生態。
上面是 APISIX 的架構圖，數據面處理客戶端請求，控制面管理路由。
2、APISIX 能解決什么問題
- 邊緣路由
機房對外暴露的訪問入口 IP 數量，通常是極少的，但是卻支撐了很多個服務。比如，訪問的 IP 是 1.2.3.4，但卻同時提供了 a.domain.com、b.domain.com 的訪問服務。這就需要用到邊緣路由，邊緣路由會將不同域名的訪問，轉發到不同的內網地址。
APISIX 中三種方式可以注冊邊緣路由，dashboard、ingress-controller、admin api。
- 基礎網關能力
網關的功能不限于轉發流量，更重要的是限流、熔斷等。
APISIX 內置了很多插件，提供 APM、日志、熔斷、鑒權、證書管理、故障注入等功能。同時，也支持拖拽組合新的插件、開發新插件以滿足業務需求。
- Serverless
APISIX 通過插件的方式提供 Serverless，目前僅支持 Lua。但 APIGateway + Serverless 的組合，極具想象力。
利用 Serverless 可以快速對外提供無服務的 API，粘合各種服務，也可以對外直接提供功能服務。
- 灰度發布
由于對網關層進行了控制，APISIX 允許用戶通過配置權重控制流量的轉發行為，可以用來做灰度發布使用。
3、Kubernetes 上安裝 APISIX
（1）添加 Helm 源
- 添加 Helm 源
- $ helm repo add apisix https://charts.apiseven.com
- $ helm repo update
- 查找 Chart 包
- $ helm search repo apisix
- NAME CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
- apisix/apisix 0.3.5 2.7.0 A Helm chart for Apache APISIX
- apisix/apisix-dashboard 0.1.5 2.7.0 A Helm chart for Apache APISIX Dashboard
- apisix/apisix-ingress-controller 0.5.0 1.0.0 Apache APISIX Ingress Controller for Kubernetes
（2）安裝 APISIX
- 安裝 APISIX
- $ helm install apisix apisix/apisix --set gateway.type=NodePort --set admin.allow.ipList="{0.0.0.0/0}" -n apisix --create-namespace
- 查看入口地址
- $ export NODE_PORT=$(kubectl get --namespace apisix -o jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}" services apisix-gateway)
- $ export NODE_IP=$(kubectl get nodes --namespace apisix -o jsonpath="{.items[0].status.addresses[0].address}")
- $ echo http://$NODE_IP:$NODE_PORT
- http://1.1.1.1:32462
這里的入口地址是后端服務的入口地址，如果是生成環境，應該使用 LoadBalancer 提供的地址。
- 查看 apisix-admin 接口 key
- $ export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace apisix -l "app.kubernetes.io/instance=apisix,app.kubernetes.io/name=apisix" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")
- $ kubectl -n apisix exec -it $POD_NAME cat conf/config.yaml |grep key
- admin_key:
- key: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1
- key: 4054f7cf07e344346cd3f287985e76a2
第一個 key 是 admin，第二個 key 是 viewer。這里的 key 可以用來通過 admin api 來配置 APISIX，給其他系統集成 APISIX 提供了入口。
（3）安裝 Dashboard
- 安裝 Dashboard
- $ helm install apisix-dashboard apisix/apisix-dashboard -n apisix --create-namespace
默認賬戶是：admin 默認密碼是：admin
- 查看 Dashboard 訪問入口
- $ export NODE_PORT=$(kubectl get --namespace apisix -o jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}" services apisix-gateway)
- $ export NODE_IP=$(kubectl get nodes --namespace apisix -o jsonpath="{.items[0].status.addresses[0].address}")
- $ echo http://$NODE_IP:$NODE_PORT
- http://1.1.1.1:31501
（4）安裝 ingress-controller
- 安裝 ingress-controller
- $ helm install apisix-ingress-controller apisix/apisix-ingress-controller --set config.apisix.baseURL=http://apisix-admin:9180/apisix/admin --set config.apisix.adminKey=edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1 -n apisix
這里就會需要設置上面獲取到的 admin key, 實際上 ingress-controller 也是通過調用 admin api 來配置路由的。
4、創建服務測試
前面提到 APISIX 通過 admin api 配置路由，有三種方式可以操作。這里主要驗證使用 Dashboard 和 Ingress 兩種方式：
- 創建一個服務
- $ kubectl create deployment web --image=gcr.io/google-samples/hello-app:1.0
- 暴露服務
- $ kubectl expose deployment web --type=NodePort --port=8080
- 查看服務
$ kubectl get service web
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
web NodePort 10.233.58.113 <none> 8080:30572/TCP 28d
（1)Dashboard 配置路由
- 新建一個上游服務
這里需要填入上面創建的集群訪問地址：web.default.svc.cluster.local
- 新建一個路由
點擊下一步之后，選擇上面創建的服務 web，相關的參數就會自動填充。
- 訪問測試
(2)Ingress 配置路由
- 創建一個 ApisixRoute 路由
雖然這里部署的是 ingress-controller 組件，但是使用時創建的是 ApisixRoute 對象。
- apiVersion: apisix.apache.org/v1
- kind: ApisixRoute
- metadata:
- name: web-route
- spec:
- http:
- - name: web
- match:
- hosts:
- - dev4.chenshaowen.com
- paths:
- - "/router-web/*"
- backend:
- serviceName: web
- servicePort: 8080
- 訪問測試
- 查看創建的路由
可以發現路由是被 ingress-controller 接管的，人工不要編輯。
- 查看服務
可以看到服務主要是由四個后端提供。
- 查看服務 Pod 的 IP
- $ kubectl get pod -o wide
- NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
- web-79d88c97d6-2sdlj 1/1 Running 0 27d 10.233.105.34 node4 <none> <none>
- web-79d88c97d6-7bfbb 1/1 Running 0 27d 10.233.105.32 node4 <none> <none>
- web-79d88c97d6-hccqk 1/1 Running 0 27d 10.233.105.33 node4 <none> <none>
- web-79d88c97d6-mh9gz 1/1 Running 0 28d 10.233.105.22 node4 <none> <none>
APISIX 會將 Pod 的 IP 地址直接作為流量后端，而不需要經過 Service 的轉發，這有別于 Kubernetes 的服務轉發、負載均衡機制。
5、總結
本文主要簡述了幾種網關的區別，思考了 APISIX 主要能幫助我們解決什么問題，最后在 Kubernetes 上進行了實踐。內容如下：
- APISIX 是基于 Nginx 網絡庫實現的 API 網關應用，使用 Etcd 作為存儲后端
- APISIX 能作為邊緣路由使用，其動態特性，避免了 Nginx reload 帶來的抖動
- APISIX 提供了 admin api 管理路由，有三種方式可以進行配置
- Kubernetes 下的 APISIX 跳過了 Kubernetes Service 直接將流量轉發到 Pod IP
6、參考
- https://github.com/apache/apisix
- https://bbs.huaweicloud.com/blogs/125686
- https://github.com/apache/apisix-ingress-controller/blob/master/docs/en/latest/concepts/apisix_route.md
