使用NGINX自动为本地部署的Kubernetes服务实现TCP负载均衡

NGINX | 2023年8月22日

您是一名现代应用开发者，使用一系列开源工具，也可能使用一些商业工具，来编写、测试、部署和管理新的应用和容器。您选择使用Kubernetes，在开发、测试、预发布和生产环境中运行这些容器和Pod。您认同微服务、Cloud Native Computing Foundation以及其他现代行业标准的架构和理念。

在这一过程中，您会发现Kubernetes确实功能强大。但它的复杂、僵化和令人沮丧，可能也让您感到意外。实施并协调路由器、防火墙、负载均衡器及其他网络设备的变更和更新，可能会让人难以招架，尤其是在您自己的数据中心！这足以让开发人员崩溃。

如何应对这些挑战，很大程度上取决于在何处以及以何种方式运行Kubernetes（采用托管服务还是本地部署）。本文将探讨TCP负载均衡，这是部署选择影响易用性的一个关键领域。

使用托管式Kubernetes实现TCP负载均衡（也称为简便方案）

如果使用公有云提供商等为Kubernetes提供的托管服务，大部分繁琐的网络工作都会由服务商代为处理。只需运行一条命令（kubectl apply -f loadbalancer.yaml），Service类型LoadBalancer即可提供公有IP、DNS记录和TCP负载均衡器。例如，可以配置Amazon Elastic Load Balancer，将流量分发到包含NGINX Ingress Controller的Pod。运行此命令后，即使后端发生变化，也无需担心。操作如此简单，甚至可能让人习以为常！

使用本地部署的Kubernetes进行TCP负载均衡（也称为困难方案）

对于本地部署的集群，情况则完全不同。您或网络团队的同事必须提供所需的网络组件。您可能会疑惑：“为什么让用户访问我的Kubernetes应用如此困难？”答案很简单，却有些出人意料：作为集群入口的LoadBalancer类型Service实际上并不存在。

要让集群外部能够访问应用和Service，网络团队可能会要求先提交工单、获得批准、完成相关流程，甚至通过安全审查，然后才会重新配置设备。或者，您可能需要独自完成所有工作，导致应用交付进度极其缓慢。更糟的是，您甚至不敢更改任何Kubernetes Service，因为一旦NodePort发生变化，流量就可能被阻断！大家都知道，用户可不喜欢遇到500错误。您的老板可能更不喜欢。

更出色的本地部署TCP负载均衡解决方案：NGINX Loadbalancer for Kubernetes

借助我们的新项目，您可以将“困难选项”变为“简单选项”：NGINX Loadbalancer for Kubernetes。这个免费项目是一个Kubernetes控制器，可监控NGINX Ingress Controller，并自动更新已配置用于负载均衡的外部NGINX Plus实例。该项目设计简洁，易于安装和运维。部署此解决方案后，您可以在本地环境中实现TCP负载均衡，确保系统立即检测到新的应用和服务并将流量转发给它们，全程无需人工干预。

架构和流程

NGINX Loadbalancer for Kubernetes位于Kubernetes集群内。它已在Kubernetes中注册，用于监视nginx-ingress服务（NGINX Ingress Controller）。当后端发生变化时，NGINX Loadbalancer for Kubernetes会收集Worker IP和NodePort TCP端口号，然后通过NGINX Plus API将IP:端口发送到NGINX Plus。NGINX上游服务器会随之更新，无需重新加载；NGINX Plus会将流量负载均衡到正确的上游服务器和Kubernetes NodePort。还可添加更多NGINX Plus实例，以实现高可用性。