Kubernetes Ingress Controllers

Introduction

ใน Kubernetes, Ingress เป็นวิธีการในการจัดการการเข้าถึงแอปพลิเคชันที่ทำงานภายใน Cluster จากภายนอก โดยผ่าน HTTP หรือ HTTPS โดยไม่ต้องใช้ Load Balancer แบบเฉพาะเจาะจง แต่จะใช้ Ingress Resource ซึ่งสามารถกำหนดเส้นทาง (Routing) ให้กับการเข้าใช้งานต่าง ๆ ภายใน Cluster

Ingress Controller คือส่วนที่รับผิดชอบในการแปลและจัดการคำขอ (Requests) จากภายนอก และส่งต่อไปยัง Service ที่ถูกกำหนดใน Ingress Resource

ในบทนี้, เราจะเรียนรู้เกี่ยวกับการทำงานของ Ingress และวิธีการติดตั้งและใช้งาน Ingress Controllers ใน Kubernetes Cluster

Key Concepts

1. Ingress Resource:

   • Ingress Resource คือการตั้งค่าใน Kubernetes ที่ช่วยให้สามารถกำหนดกฎการ routing ของการเชื่อมต่อ HTTP/HTTPS ไปยังบริการที่อยู่ใน Cluster ได้
   • การกำหนด Ingress Resource จะบอกว่าเมื่อมีการเข้าถึง URL หรือ Host เฉพาะจากภายนอก Cluster ให้ทำการ route ไปยัง Service ภายใน Cluster

2. Ingress Controller:

   • Ingress Controller เป็นตัวกลางที่รับผิดชอบในการประมวลผลและจัดการ Ingress Resource
   • Ingress Controller จะทำหน้าที่รับคำขอจากภายนอกและกำหนดเส้นทาง (Route) ไปยัง Services ที่เกี่ยวข้องภายใน Cluster

3. Ingress Rules:

   • Ingress Rules เป็นการกำหนดการเชื่อมต่อแบบเส้นทาง (Path-based Routing) และ/หรือ โฮสต์ (Host-based Routing) เพื่อจัดการกับการเข้าถึงที่ต้องการ
   • การกำหนดค่า Ingress Rule ทำให้สามารถชี้แหล่งข้อมูล (Service) ที่ต่างกันภายใน Cluster ตาม URL path หรือ domain name

4. TLS (Transport Layer Security):

   • Ingress รองรับการกำหนดค่า HTTPS ผ่านการใช้งาน TLS ซึ่งช่วยในการเข้ารหัสการส่งข้อมูลระหว่าง Client และ Server

How Ingress Works

Ingress มี 2 ส่วนหลัก ๆ คือ Ingress Resource และ Ingress Controller

1. Ingress Resource

Ingress Resource ใช้ในการกำหนดว่าคำขอ HTTP หรือ HTTPS ที่เข้ามาควรจะถูกส่งไปยังบริการใดใน Cluster โดยมีตัวอย่างดังนี้:

Example of an Ingress Resource:

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: example-ingress
spec:
  rules:
    - host: example.com
      http:
        paths:
          - path: /app1
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: app1-service
                port:
                  number: 80
          - path: /app2
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: app2-service
                port:
                  number: 80

ในตัวอย่างนี้:

• Host คือ example.com
• Path-based Routing: หากมีคำขอไปที่ example.com/app1 จะถูกส่งไปยัง Service ที่ชื่อ app1-service
• หากคำขอเป็น example.com/app2 จะถูกส่งไปยัง app2-service

2. Ingress Controller

Ingress Controller เป็นตัวที่ทำหน้าที่ติดตามและตรวจสอบ Ingress Resources ที่ถูกสร้างขึ้นใน Kubernetes Cluster เมื่อมีการเพิ่มหรือแก้ไข Ingress Resource, Ingress Controller จะทำการติดตามและปรับปรุงการตั้งค่าการ Routing ให้สอดคล้อง

ตัวอย่างของ Ingress Controllers ที่นิยมใช้:

• NGINX Ingress Controller
• Traefik
• HAProxy Ingress
• Contour

Example of Installing NGINX Ingress Controller

การติดตั้ง NGINX Ingress Controller โดยใช้ Helm:

helm install nginx-ingress ingress-nginx/ingress-nginx

หลังจากที่ติดตั้ง Ingress Controller แล้ว, Ingress Controller จะเริ่มทำงานและจัดการการเชื่อมต่อจากภายนอก Cluster ไปยัง Service ที่กำหนดใน Ingress Resource

Features of Ingress Controllers

1. Routing HTTP and HTTPS Traffic:

   • Ingress Controller สามารถจัดการการ routing ของ HTTP และ HTTPS โดยไม่จำเป็นต้องใช้ Load Balancer ภายนอก
   • สนับสนุนการกำหนด Path-based และ Host-based Routing

2. SSL/TLS Termination:

   • Ingress Controller สามารถทำ SSL/TLS termination ซึ่งหมายความว่า Ingress Controller จะจัดการการเข้ารหัส HTTPS และส่งคำขอที่ไม่มีการเข้ารหัสไปยัง Service ภายใน Cluster

3. Authentication:

   • Ingress Controller สามารถกำหนดการยืนยันตัวตนเบื้องต้น (Basic Authentication) หรือการใช้ OAuth ในการควบคุมการเข้าถึงบริการภายใน Cluster

4. Load Balancing:

   • Ingress Controllers มักจะมีการทำ Load Balancing ภายใน Cluster เพื่อกระจายคำขอไปยัง Pod ที่อยู่ใน Service ที่กำหนด

5. Rewrites and Redirects:

   • Ingress Controller สามารถกำหนดการ rewrite หรือ redirect คำขอ HTTP เช่น การเปลี่ยน URL หรือย้าย path ไปยัง Service อื่น

Example of TLS Configuration in Ingress

Ingress รองรับการใช้งาน TLS สำหรับการเข้ารหัสการเชื่อมต่อ HTTPS ตัวอย่างการกำหนดค่า TLS ใน Ingress Resource:

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: tls-example-ingress
spec:
  rules:
    - host: secure.example.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: secure-app-service
                port:
                  number: 443
  tls:
    - hosts:
        - secure.example.com
      secretName: example-tls-secret

ในตัวอย่างนี้:

• คำขอที่มาที่ secure.example.com จะถูกเข้ารหัสผ่าน TLS และส่งไปยัง secure-app-service
• TLS Certificate ถูกจัดการโดย Secret ที่ชื่อ example-tls-secret

Installing Ingress Controllers with Helm

NGINX Ingress Controller

1. เพิ่ม Repository ของ Ingress NGINX:

   helm repo add ingress-nginx https://kubernetes.github.io/ingress-nginx
   helm repo update

2. ติดตั้ง NGINX Ingress Controller:

   helm install nginx-ingress ingress-nginx/ingress-nginx

Traefik Ingress Controller

1. เพิ่ม Repository ของ Traefik:

   helm repo add traefik https://helm.traefik.io/traefik
   helm repo update

2. ติดตั้ง Traefik Ingress Controller:

   helm install traefik traefik/traefik

Best Practices for Using Ingress

1. Use TLS for Secure Connections:

   • ควรใช้ HTTPS (TLS) ในการเชื่อมต่อทั้งหมดเพื่อให้ข้อมูลที่ส่งไปยัง Cluster ปลอดภัยจากการโจมตี

2. Path and Host-Based Routing:

   • ใช้ Path-based หรือ Host-based Routing เพื่อแยกแอปพลิเคชันและจัดการการเชื่อมต่อที่ดีขึ้น

3. Enable Authentication:

   • ควรใช้การยืนยันตัวตน (Authentication) สำหรับ Ingress เพื่อควบคุมการเข้าถึงบริการต่าง ๆ ภายใน Cluster

4. Monitor and Log Ingress Traffic:

   • ติดตามและบันทึกข้อมูลการใช้งานจาก Ingress เพื่อให้สามารถวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาการเข้าถึงได้เร็วขึ้น

Conclusion

Ingress Controller เป็นเครื่องมือสำคัญในการจัดการการเข้าถึง Kubernetes Cluster จากภายนอก โดยช่วยให้คุณสามารถทำการ routing คำขอ HTTP/HTTPS ไปยัง Services ต่าง ๆ ภายใน Cluster ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่จำเป็นต้องใช้ Load Balancer ภายนอก Ingress Controllers ยังสามารถจัดการการเข้ารหัสข้อมูล (TLS), การยืนยันตัวตน, การบันทึกข้อมูล และการทำ Load Balancing ได้อย่างมีประสิทธิภาพ