Kubernetes環境Traefik部署與應用

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Traefik Dashboard

更新記錄

2021-09-17
1. 部署Traefik時禁用默認Dashboard入口規則；
2021-09-30
1. Traefik版本由v2.5.1更新至v2.5.3；
2. Traefik Helm Chart版本由v10.3.2更新至v10.3.6；
3. 修復一些配置文件中的字符轉義錯誤；

概述

本文用於整理基於Kubernetes環境的Traefik部署與應用，實現Ingress Controller、七層/四層反向代理等功能。

本次演練環境為Kubernetes集群環境，環境配置可參考筆者另一篇筆記《Kubernetes集群部署筆記》。

組件版本

Traefik v2.5.3
Traefik Helm Chart v10.3.6

配置過程

安裝Traefik

配置Helm Repo

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

安裝Traefik

本次演練中將traefik安裝至kube-system命名空間，可根據需要替換。

# deployment.replicas=3                設置Traefik部署副本數
# pilot.dashboard=false                禁用Dashboard中Pilot鏈接
# ingressRoute.dashboard.enabled=false 禁用默認Dashboard入口規則（將在后續步驟中手動創建）
helm upgrade --install --namespace kube-system \
  --set deployment.replicas=3 \
  --set pilot.dashboard=false \
  --set ingressRoute.dashboard.enabled=false \
  traefik traefik/traefik

其他准備工作

獲取traefik服務的負載均衡器地址。執行該命令，記錄返回的EXTERNAL-IP地址備用。本次演練環境中，已將local.choral.io和*.local.choral.io指向該地址。
```
kubectl get svc traefik -n kube-system
```
創建一個用於部署演練用對象的命名空間。本次演練中使用apps-choral命名空間，可根據需要替換。
```
kubectl create namespace apps-choral
```

部署Dashboard

創建IngressRoute

創建一個IngressRoute，用於配置api和dashboard的入口規則。

本次演練中，使用traefik.local.choral.io域名訪問Dashboard，可根據需要替換。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRoute
metadata:
  name: traefik-dashboard
  namespace: apps-choral
spec:
  entryPoints:
    - web
  routes:
    - match: Host(\`traefik.local.choral.io\`) && (PathPrefix(\`/dashboard\`) || PathPrefix(\`/api\`))
      kind: Rule
      services:
        - name: api@internal
          kind: TraefikService
EOF

啟用BasicAuth認證

首先，創建一個用於保存用戶名和密碼的Secret，其中的users字段內容可使用htpassword工具生成。本次演練中，認證username和password都是admin。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: traefik-basicauth-secret
  namespace: apps-choral
data:
  users: |2 # htpasswd -nb admin admin | openssl base64
    YWRtaW46e1NIQX0wRFBpS3VOSXJyVm1EOElVQ3V3MWhReE5xWmM9Cg==
EOF

創建一個Traefik中間件，用於對請求啟用BasicAuth認證。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: Middleware
metadata:
  name: traefik-basicauth
  namespace: apps-choral
spec:
  basicAuth:
    realm: traefik.local.choral.io
    secret: traefik-basicauth-secret
EOF

更新Dashboard的IngressRoute，啟用BasicAuth中間件。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRoute
metadata:
  name: traefik-dashboard
  namespace: apps-choral
spec:
  entryPoints:
    - web
  routes:
    - match: Host(\`traefik.local.choral.io\`) && (PathPrefix(\`/dashboard\`) || PathPrefix(\`/api\`))
      kind: Rule
      services:
        - name: api@internal
          kind: TraefikService
      middlewares:
        - name: traefik-basicauth
EOF

七層反向代理

HTTP應用示例

部署whoami應用

創建Deployment，部署whoami應用。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: whoami
  namespace: apps-choral
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: whoami
  template:
    metadata:
      labels:
        app: whoami
    spec:
      containers:
        - name: whoami
          image: traefik/whoami:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
EOF

創建一個用於訪問whoami應用的服務。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: whoami
  namespace: apps-choral
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
  selector:
    app: whoami
EOF

創建一個Ingress，用於配置whoami應用的入口規則。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: whoami
  namespace: apps-choral
  annotations:
    traefik.ingress.kubernetes.io/router.entrypoints: web
spec:
  rules:
    - host: local.choral.io
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: whoami
                port:
                  number: 80
EOF

啟用TLS（HTTPS）

本次演練使用靜態證書配置TLS，該證書被手動創建，應用於local.choral.io和*.local.choral.io域名。

有關自動證書管理，可參考Cert Manager項目文檔。

更新Traefik運行參數

# ports.web.redirectTo=websecure                          啟用Web跳轉至WebSecure
# additionalArguments[0]=--entrypoints.websecure.http.tls Ingress默認啟用TLS
helm upgrade --install --namespace kube-system \
  --set deployment.replicas=3 \
  --set pilot.dashboard=false \
  --set ingressRoute.dashboard.enabled=false \
  --set ports.web.redirectTo=websecure \
  --set additionalArguments[0]=--entrypoints.websecure.http.tls \
  traefik traefik/traefik

創建TLS證書Secret

從已准備好的證書key文件和crt文件創建Secret。

kubectl create secret tls local-choral-io-tls -n kube-system --key=local.choral.io.key --cert=local.choral.io.crt

更新Dashboard的IngressRoute

更新Dashboard的IngressRoute，啟用TLS配置。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRoute
metadata:
  name: traefik-dashboard
  namespace: apps-choral
spec:
  entryPoints:
    - websecure
  routes:
    - match: Host(\`traefik.local.choral.io\`) && (PathPrefix(\`/dashboard\`) || PathPrefix(\`/api\`))
      kind: Rule
      services:
        - name: api@internal
          kind: TraefikService
      middlewares:
        - name: traefik-basicauth
  tls:
    secretName: local-choral-io-tls
EOF

更新whoami的Ingress

更新whoami的Ingress，啟用TLS配置。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: whoami
  namespace: apps-choral
  annotations:
    traefik.ingress.kubernetes.io/router.entrypoints: websecure
spec:
  tls:
    - secretName: local-choral-io-tls
  rules:
    - host: local.choral.io
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: whoami
                port:
                  number: 80
EOF

四層反向代理

TCP應用示例

更新Traefik運行參數

更新Traefik運行參數，創建新的EntryPoint。

# ports.whoamitcp.protocol=TCP     網絡協議
# ports.whoamitcp.port=8081        監聽端口
# ports.whoamitcp.exposedPort=8081 服務公開端口
# ports.whoamitcp.expose=true      是否暴露端口
helm upgrade --install --namespace kube-system \
  --set deployment.replicas=3 \
  --set pilot.dashboard=false \
  --set ingressRoute.dashboard.enabled=false \
  --set ports.web.redirectTo=websecure \
  --set additionalArguments[0]=--entrypoints.websecure.http.tls \
  --set ports.whoamitcp.protocol=TCP \
  --set ports.whoamitcp.port=8081 \
  --set ports.whoamitcp.exposedPort=8081 \
  --set ports.whoamitcp.expose=true \
  traefik traefik/traefik

部署whoamitcp應用

創建Deployment，部署whoamitcp應用。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: whoamitcp
  namespace: apps-choral
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: whoamitcp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: whoamitcp
    spec:
      containers:
        - name: whoamitcp
          image: traefik/whoamitcp:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - protocol: TCP
              containerPort: 8080
EOF

創建一個用於訪問whoamitcp應用的服務。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: whoamitcp
  namespace: apps-choral
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 8080
  selector:
    app: whoamitcp
EOF

創建一個IngressRouteTCP，用於配置whoamitcp應用的入口規則。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRouteTCP
metadata:
  name: whoamitcp
  namespace: apps-choral
spec:
  entryPoints:
    - whoamitcp
  routes:
    - match: HostSNI(\`*\`)
      services:
        - name: whoamitcp
          port: 8080
EOF

驗證反向代理和服務運行狀態。

# `10.0.0.201`是`traefik`服務的負載均衡器地址（kubectl get svc traefik -n kube-system）
echo "Hello" | socat - tcp4:10.0.0.201:8081
# 終端回顯如下內容
Received: Hello

UDP應用示例

更新Traefik運行參數

更新Traefik運行參數，創建新的EntryPoint。

# ports.whoamiudp.protocol=UDP     網絡協議
# ports.whoamiudp.port=8082        監聽端口
# ports.whoamiudp.exposedPort=8082 服務公開端口
# ports.whoamiudp.expose=true      是否暴露端口
helm upgrade --install --namespace kube-system \
  --set deployment.replicas=3 \
  --set pilot.dashboard=false \
  --set ingressRoute.dashboard.enabled=false \
  --set ports.web.redirectTo=websecure \
  --set additionalArguments[0]=--entrypoints.websecure.http.tls \
  --set ports.whoamitcp.protocol=TCP \
  --set ports.whoamitcp.port=8081 \
  --set ports.whoamitcp.exposedPort=8081 \
  --set ports.whoamitcp.expose=true \
  --set ports.whoamiudp.protocol=UDP \
  --set ports.whoamiudp.port=8082 \
  --set ports.whoamiudp.exposedPort=8082 \
  --set ports.whoamiudp.expose=true \
  traefik traefik/traefik

部署whoamiudp應用

創建Deployment，部署whoamiudp應用。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: whoamiudp
  namespace: apps-choral
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: whoamiudp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: whoamiudp
    spec:
      containers:
        - name: whoamiudp
          image: traefik/whoamiudp:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - protocol: UDP
              containerPort: 8080
EOF

創建一個用於訪問whoamiudp應用的服務。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: whoamiudp
  namespace: apps-choral
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - protocol: UDP
      port: 8080
  selector:
    app: whoamiudp
EOF

創建一個IngressRouteUDP，用於配置whoamiudp應用的入口規則。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRouteUDP
metadata:
  name: whoamiudp
  namespace: apps-choral
spec:
  entryPoints:
    - whoamiudp
  routes:
    - services:
        - name: whoamiudp
          port: 8080
EOF

驗證反向代理和服務運行狀態。

# `10.0.0.202`是`traefik-udp`服務的負載均衡器地址（kubectl get svc traefik-udp -n kube-system）
echo "Hello" | socat - udp4:10.0.0.202:8082
# 終端回顯如下內容
Received: Hello

參考資料

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