istio使用ingress gateway通过header实现对不同服务的路由

发布于：2025-05-01 ⋅ 阅读:(94) ⋅ 点赞:(0)

要在 Istio 中使用 Ingress Gateway 实现基于 HTTP 头的服务路由，并对请求路径进行前缀去除（例如将 /api/details/xx 重写为 /xx），可以利用 Istio 的 Gateway 和 VirtualService 资源，通过配置路由规则和路径重写来实现。以下是详细的实现步骤和配置说明，以满足你的需求：将 /api/details/xx 路由到 demo-bookinfo 命名空间下的 details 服务，/api/ratings/xx 路由到 ratings 服务，并在路由后去除 /api/details 或 /api/ratings 前缀。

1. 需求分析

  • 目标：
    • 通过 Istio Ingress Gateway 接收外部 HTTP 请求。
    • 根据请求路径（如 /api/details/xx、/api/ratings/xx）路由到 demo-bookinfo 命名空间下的对应服务（details 或 ratings）。
    • 在路由到目标服务之前，去除路径中的服务前缀（例如 /api/details/xx 重写为 /xx）。
  • 关键点：
    • 使用 Istio 的 Gateway 定义外部流量入口。
    • 使用 VirtualService 配置路径匹配、路由目标和路径重写规则。
    • 确保路由规则基于路径前缀，并正确处理路径重写。

2. 前提条件

  • Istio 已安装：确保 Istio 已部署在 Kubernetes 集群中，且 istio-ingressgateway 服务正常运行。
  • 命名空间和目标服务：demo-bookinfo 命名空间已创建，且 details 和 ratings 服务已部署，监听端口为 9080（Bookinfo 示例的默认端口）。
  • 服务访问：确认 details 和 ratings 服务可以通过 Kubernetes Service 访问，例如 details.demo-bookinfo.svc.cluster.local:9080 和 ratings.demo-bookinfo.svc.cluster.local:9080。
  • Istio Sidecar 注入：demo-bookinfo 命名空间中的服务已启用 Istio Sidecar 注入（通过 kubectl label namespace demo-bookinfo istio-injection=enabled）。

3. 配置 Istio Gateway 和 VirtualService

以下是实现需求的完整配置，分为 Gateway 和 VirtualService 两部分。

3.0 同时配置

---
# Gateway 配置
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: internal-gateway
  namespace: istio-system
spec:
  selector:
    app: istio-ingressgateway
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*" # 接受所有主机，或使用 "*.demo-bookinfo.svc.cluster.local"
---
# VirtualService 配置
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: internal-routing
  namespace: demo-bookinfo
spec:
  hosts:
  - "*" # 匹配所有主机，或指定内部域名
  gateways:
  - istio-system/internal-gateway
  http:
  - match:
    - headers:
        service:
          exact: ratings
    route:
    - destination:
        host: ratings.demo-bookinfo.svc.cluster.local
        port:
          number: 9080
  - match:
    - headers:
        service:
          exact: details
    route:
    - destination:
        host: details.demo-bookinfo.svc.cluster.local
        port:
          number: 9080
  - route: # 默认路由（可选）
    - destination:
        host: productpage.demo-bookinfo.svc.cluster.local
        port:
          number: 9080```

### 3.1 配置 Gateway

Gateway 定义了 Ingress Gateway 监听的端口和协议，用于接收外部流量。我们配置一个 HTTP 端口（80），并允许所有主机（`*`）的请求。

```yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: Gateway
metadata:
  name: bookinfo-gateway
  namespace: istio-system  # 通常与 istio-ingressgateway 所在命名空间一致
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway  # 选择默认的 Istio Ingress Gateway
  servers:
  - port:
      number: 80
      name: http
      protocol: HTTP
    hosts:
    - "*"  # 允许所有主机，生产环境中可指定具体域名

说明：

  • selector: istio: ingressgateway：绑定到 Istio 默认的 Ingress Gateway。
  • hosts: ["*"]：允许任意主机名，简化测试。生产环境中应指定具体域名（如 bookinfo.example.com）。
  • 部署此配置：
kubectl apply -f bookinfo-gateway.yaml

3.2 配置 VirtualService

VirtualService 定义了具体的路由规则，包括路径匹配、目标服务路由和路径重写。我们为 /api/details 和 /api/ratings 配置路由规则，并使用 rewrite 去除前缀。

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo-routing
  namespace: demo-bookinfo  # 与目标服务所在命名空间一致
spec:
  hosts:
  - "*"  # 匹配所有主机，生产环境中可指定具体域名
  gateways:
  - istio-system/bookinfo-gateway  # 引用 Gateway，格式为 <namespace>/<gateway-name>
  http:
  - match:
    - uri:
        prefix: /api/details  # 匹配 /api/details 开头的路径
    rewrite:
      uri: /  # 将 /api/details/xx 重写为 /xx
    route:
    - destination:
        host: details.demo-bookinfo.svc.cluster.local  # 目标服务
        port:
          number: 9080
  - match:
    - uri:
        prefix: /api/ratings  # 匹配 /api/ratings 开头的路径
    rewrite:
      uri: /  # 将 /api/ratings/xx 重写为 /xx
    route:
    - destination:
        host: ratings.demo-bookinfo.svc.cluster.local  # 目标服务
        port:
          number: 9080

说明：

  • hosts: ["*"]：匹配所有主机，与 Gateway 保持一致。
  • gateways：引用 istio-system 命名空间中的 bookinfo-gateway。
  • http 部分：
    • match: uri: prefix：匹配以 /api/details 或 /api/ratings 开头的请求。
    • rewrite: uri: /：将匹配的前缀（如 /api/details 或 /api/ratings）替换为 /，例如 /api/details/xx 重写为 /xx。
    • route: destination：指定目标服务的完整域名（<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local）和端口。
  • 部署此配置：
kubectl apply -f bookinfo-virtualservice.yaml

4. 工作原理

  1. 外部请求进入：

    • 客户端发送请求到 Ingress Gateway 的外部 IP（例如 http://<INGRESS_HOST>/api/details/xx）。
    • Gateway 监听 80 端口，接收 HTTP 请求。

  2. VirtualService 匹配和处理：

    • VirtualService 根据 uri: prefix 规则匹配请求路径。
    • 如果路径以 /api/details 开头：
      • rewrite: uri: / 将路径重写为 /xx（去除 /api/details）。
      • 请求路由到 details.demo-bookinfo.svc.cluster.local:9080。
    • 如果路径以 /api/ratings 开头：
      • 同样重写路径为 /xx（去除 /api/ratings）。
      • 请求路由到 ratings.demo-bookinfo.svc.cluster.local:9080。

  3. 服务接收请求：

    • details 或 ratings 服务接收到的请求路径为 /xx，符合你的需求。

5. 测试配置

5.1 获取 Ingress Gateway 地址

获取 Istio Ingress Gateway 的外部 IP 和端口：

export INGRESS_HOST=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].port}')
echo "Ingress URL: http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT"

如果运行在本地（如 Minikube），可能需要使用 NodePort 或其他方式获取地址。

5.2 测试路由和路径重写

  1. 测试 details 服务：
curl -v http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/api/details/123
  • 预期结果：请求被路由到 details 服务，服务接收到的路径为 /123。
  • 检查 details 服务的日志（假设服务支持日志输出）：
kubectl -n demo-bookinfo logs <details-pod-name>

确认日志中显示的请求路径为 /123，而不是 /api/details/123。

  1. 测试 ratings 服务：
curl -v http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/api/ratings/456
  • 预期结果：请求被路由到 ratings 服务，服务接收到的路径为 /456。
  • 同样检查 ratings 服务的日志，确认路径为 /456。

5.3 验证路径重写

如果 details 或 ratings 服务有特定的响应（例如返回请求的路径），可以检查响应内容或日志，确保路径已被正确重写。如果服务不支持日志，可以在服务中临时添加调试端点，或使用 Istio 的请求追踪工具（如 Kiali 或 Jaeger）验证请求路径。

6. 基于 Header 的路由（可选增强）

你的需求中提到“通过 header 路由到对应的服务”，当前配置是基于路径前缀的。如果需要基于 HTTP 头进行路由（例如根据 X-Version: v1 路由到特定版本的 details 服务），可以在 VirtualService 中添加 headers 匹配条件。以下是一个示例：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: bookinfo-routing
  namespace: demo-bookinfo
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - istio-system/bookinfo-gateway
  http:
  - match:
    - uri:
        prefix: /api/details
      headers:
        x-version:
          exact: v1  # 匹配 X-Version: v1 的请求
    rewrite:
      uri: /
    route:
    - destination:
        host: details.demo-bookinfo.svc.cluster.local
        subset: v1  # 假设 details 服务有 v1 子集
        port:
          number: 9080
  - match:
    - uri:
        prefix: /api/details
      headers:
        x-version:
          exact: v2  # 匹配 X-Version: v2 的请求
    rewrite:
      uri: /
    route:
    - destination:
        host: details.demo-bookinfo.svc.cluster.local
        subset: v2  # 假设 details 服务有 v2 子集
        port:
          number: 9080
  - match:
    - uri:
        prefix: /api/ratings
    rewrite:
      uri: /
    route:
    - destination:
        host: ratings.demo-bookinfo.svc.cluster.local
        port:
          number: 9080

6.1 定义 DestinationRule（支持子集）

如果使用基于头的路由到服务子集（如 v1、v2），需要定义 DestinationRule 来指定子集：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: details-destination
  namespace: demo-bookinfo
spec:
  host: details.demo-bookinfo.svc.cluster.local
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1  # 匹配 Pod 的 version: v1 标签
  - name: v2
    labels:
      version: v2  # 匹配 Pod 的 version: v2 标签

6.2 测试基于 Header 的路由

curl -H "X-Version: v1" http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/api/details/123
curl -H "X-Version: v2" http://$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT/api/details/123
  • 确认请求分别路由到 details 服务的 v1 和 v2 子集，且路径被重写为 /123。

7. 故障排查

如果路由或路径重写不生效，可以按照以下步骤排查：

  1. 检查 Gateway 和 VirtualService 配置：

    • 确保 kubectl get gateway -n istio-system 和 kubectl get virtualservice -n demo-bookinfo 显示资源已创建。
    • 检查 VirtualService 的 gateways 字段是否正确引用 Gateway。

  2. 验证 Ingress Gateway 地址：

    • 确保 INGRESS_HOST 和 INGRESS_PORT 正确，且可以通过 curl 访问。

  3. 检查服务日志：

    • 查看 details 和 ratings 服务的日志，确认接收到的请求路径是否正确。

  4. 使用 Istio 调试工具：

    • 使用 istioctl analyze 检查配置是否有错误：
      istioctl analyze -n demo-bookinfo
    • 使用 Kiali 或 Jaeger 跟踪请求，验证路由和路径重写。

  5. 确认服务端口：

    • 确保 details 和 ratings 服务的 Kubernetes Service 端口为 9080，且 Pod 监听正确端口。

  6. 检查 Envoy 配置：

    • 查看 Ingress Gateway 的 Envoy 配置：
      istioctl proxy-config routes -n istio-system <ingress-gateway-pod-name>
    • 确认路由规则和路径重写是否正确应用。

8. 参考资料

  • Istio 官方文档：Ingress Gateways
  • Istio 官方文档：Virtual Service
  • Istio Bookinfo 示例：Request Routing
  • Istio 路径重写示例：Path-Based Routing

9. 总结

通过以上配置，Istio Ingress Gateway 可以实现：

  • 基于路径前缀（如 /api/details、/api/ratings）将请求路由到 demo-bookinfo 命名空间的 details 和 ratings 服务。
  • 使用 rewrite: uri: / 去除路径前缀，确保服务接收到的请求路径为 /xx。
  • 可选地，通过 headers 匹配实现基于 HTTP 头的路由（例如 X-Version）。

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