Ingress

Sebuah obyek API yang mengatur akses eksternal terhadap Service yang ada di dalam klaster, biasanya dalam bentuk request HTTP.

Ingress juga menyediakan load balancing, terminasi SSL, serta name-based virtual hosting.

Terminologi

Untuk memudahkan, di awal akan dijelaskan beberapa terminologi yang sering dipakai:

• Node: Sebuah mesin fisik atau virtual yang berada di dalam klaster Kubernetes.
• Klaster: Sekelompok node yang merupakan resource komputasi primer yang diatur oleh Kubernetes, biasanya diproteksi dari internet dengan menggunakan firewall.
• Edge router: Sebuah router mengatur policy firewall pada klaster kamu. Router ini bisa saja berupa gateway yang diatur oleh penyedia layanan cloud maupun perangkat keras.
• Jaringan klaster: Seperangkat links baik logis maupus fisik, yang memfasilitasi komunikasi di dalam klaster berdasarkan model jaringan Kubernetes.
• Service: Sebuah Service yang mengidentifikasi beberapa Pod dengan menggunakan selector label. Secara umum, semua Service diasumsikan hanya memiliki IP virtual yang hanya dapat diakses dari dalam jaringan klaster.

Apakah Ingress itu?

Ingress ditambahkan sejak Kubernetes v1.1, mengekspos rute HTTP dan HTTPS ke berbagai services di dalam klaster. Mekanisme routing trafik dikendalikan oleh aturan-aturan yang didefinisikan pada Ingress.

    internet
        |
   [ Ingress ]
   --|-----|--
   [ Services ]

Sebuah Ingress dapat dikonfigurasi agar berbagai Service memiliki URL yang dapat diakses dari eksternal (luar klaster), melakukan load balance pada trafik, terminasi SSL, serta Virtual Host berbasis Nama. Sebuah kontroler Ingress bertanggung jawab untuk menjalankan fungsi Ingress yaitu sebagai loadbalancer, meskipun dapat juga digunakan untuk mengatur edge router atau frontend tambahan untuk menerima trafik.

Sebuah Ingress tidak mengekspos sembarang port atau protokol. Mengekspos Service untuk protokol selain HTTP ke HTTPS internet biasanya dilakukan dengan menggunakan service dengan tipe Service.Type=NodePort atau Service.Type=LoadBalancer.

Prasyarat

Sebelum kamu mulai menggunakan Ingress, ada beberapa hal yang perlu kamu ketahui sebelumnya. Ingress merupakan resource dengan tipe beta.

Catatan: Kamu harus terlebih dahulu memiliki kontroler Ingress untuk dapat memenuhi Ingress. Membuat sebuah Ingress tanpa adanya kontroler Ingres tidak akan berdampak apa pun.

GCE/Google Kubernetes Engine melakukan deploy kontroler Ingress pada master. Perhatikan laman berikut keterbatasan versi beta kontroler ini jika kamu menggunakan GCE/GKE.

Jika kamu menggunakan environment selain GCE/Google Kubernetes Engine, kemungkinan besar kamu harus melakukan proses deploy kontroler ingress kamu sendiri. Terdapat beberapa jenis kontroler Ingress yang bisa kamu pilih.

Sebelum kamu memulai

Secara ideal, semua kontroler Ingress harus memenuhi spesifikasi ini, tetapi beberapa kontroler beroperasi sedikit berbeda satu sama lain.

Catatan: Pastikan kamu sudah terlebih dahulu memahami dokumentasi kontroler Ingress yang akan kamu pakai sebelum memutuskan untuk memakai kontroler tersebut.

Resource Ingress

Berikut ini merupakan salah satu contoh konfigurasi Ingress yang minimum:

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /testpath
        backend:
          serviceName: test
          servicePort: 80

Seperti layaknya resource Kubernetes yang lain, sebuah Ingress membutuhkan field apiVersion, kind, dan metadata. Untuk informasi umum soal bagaimana cara bekerja dengan menggunakan file konfigurasi, silahkan merujuk pada melakukan deploy aplikasi, konfigurasi kontainer, mengatur resource. Ingress seringkali menggunakan anotasi untuk melakukan konfigurasi beberapa opsi yang ada bergantung pada kontroler Ingress yang digunakan, sebagai contohnya adalah anotasi rewrite-target. Kontroler Ingress yang berbeda memiliki jenis anotasi yang berbeda. Pastikan kamu sudah terlebih dahulu memahami dokumentasi kontroler Ingress yang akan kamu pakai untuk mengetahui jenis anotasi apa sajakah yang disediakan.

Spesifikasi Ingress memiliki segala informasi yang dibutuhkan untuk melakukan proses konfigurasi loadbalancer atau server proxy. Hal yang terpenting adalah bagian inilah yang mengandung semua rules yang nantinya akan digunakan untuk menyesuaikan trafik yang masuk. Resource Ingress hanya menyediakan fitur rules untuk mengarahkan trafik dengan protokol HTTP.

Rule Ingress

Setiap rule HTTP mengandung informasi berikut:

• Host opsional. Di dalam contoh ini, tidak ada host yang diberikan, dengan kata lain, semua rules berlaku untuk inbound trafik HTTP bagi alamat IP yang dispesifikasikan. JIka sebuah host dispesifikasikan (misalnya saja, foo.bar.com), maka rules yang ada akan berlaku bagi host tersebut.
• Sederetan path (misalnya, /testpath), setiap path ini akan memiliki pasangan berupa sebuah backend yang didefinisikan dengan serviceName dan servicePort. Baik host dan path harus sesuai dengan konten dari request yang masuk sebelum loadbalancer akan mengarahkan trafik pada service yang sesuai.
• Suatu backend adalah kombinasi service dan port seperti yang dideskripsikan di dokumentasi Service. Request HTTP (dan HTTPS) yang sesuai dengan host dan path yang ada pada rule akan diteruskan pada backend terkait.

Backend default seringkali dikonfigurasi pada kontroler kontroler Ingress, tugas backend default ini adalah mengarahkan request yang tidak sesuai dengan path yang tersedia pada spesifikasi.

Backend Default

Sebuah Ingress yang tidak memiliki rules akan mengarahkan semua trafik pada sebuah backend default. Backend default inilah yang biasanya bisa dimasukkan sebagai salah satu opsi konfigurasi dari kontroler Ingress dan tidak dimasukkan dalam spesifikasi resource Ingress.

Jika tidak ada host atau path yang sesuai dengan request HTTP pada objek Ingress, maka trafik tersebut akan diarahkan pada backend default.

Jenis Ingress

Ingress dengan satu Service

Terdapat konsep Kubernetes yang memungkinkan kamu untuk mengekspos sebuah Service, lihat alternatif lain. Kamu juga bisa membuat spesifikasi Ingress dengan backend default yang tidak memiliki rules.

service/networking/ingress.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test-ingress
spec:
  backend:
    serviceName: testsvc
    servicePort: 80

Jika kamu menggunakan kubectl apply -f kamu dapat melihat:

kubectl get ingress test-ingress

NAME           HOSTS     ADDRESS           PORTS     AGE
test-ingress   *         107.178.254.228   80        59s

Dimana 107.178.254.228 merupakan alamat IP yang dialokasikan oleh kontroler Ingress untuk memenuhi Ingress ini.

Catatan: Kontroler Ingress dan load balancer membutuhkan waktu sekitar satu hingga dua menit untuk mengalokasikan alamat IP. Hingga alamat IP berhasil dialokasikan, kamu akan melihat tampilan kolom ADDRESS sebagai <pending>.

Fanout sederhana

Sebuah konfigurasi fanout akan melakukan route trafik dari sebuah alamat IP ke banyak Service, berdasarkan URI HTTP yang diberikan. Sebuah Ingress memungkinkan kamu untuk memiliki jumlah loadbalancer minimum. Contohnya, konfigurasi seperti di bawah ini:

foo.bar.com -> 178.91.123.132 -> / foo    service1:4200
                                 / bar    service2:8080

akan memerlukan konfigurasi Ingress seperti:

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: simple-fanout-example
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - path: /foo
        backend:
          serviceName: service1
          servicePort: 4200
      - path: /bar
        backend:
          serviceName: service2
          servicePort: 8080

Ketika kamu membuat Ingress dengan perintah kubectl apply -f:

kubectl describe ingress simple-fanout-example

Name:             simple-fanout-example
Namespace:        default
Address:          178.91.123.132
Default backend:  default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)
Rules:
  Host         Path  Backends
  ----         ----  --------
  foo.bar.com
               /foo   service1:4200 (10.8.0.90:4200)
               /bar   service2:8080 (10.8.0.91:8080)
Annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target:  /
Events:
  Type     Reason  Age                From                     Message
  ----     ------  ----               ----                     -------
  Normal   ADD     22s                loadbalancer-controller  default/test

Kontroler Ingress akan menyediakan loadbalancer (implementasinya tergantung dari jenis Ingress yang digunakan), selama service-service yang didefinisikan (s1, s2) ada. Apabila Ingress selesai dibuat, maka kamu dapat melihat alamat IP dari berbagai loadbalancer pada kolom address.

Catatan: Kamu mungkin saja membutuhkan konfigurasi default-http-backend Service bergantung pada kontroler Ingress yang kamu pakai.

Virtual Host berbasis Nama

Virtual Host berbasis Nama memungkinkan mekanisme routing berdasarkan trafik HTTP ke beberapa host name dengan alamat IP yang sama.

foo.bar.com --|                 |-> foo.bar.com s1:80
              | 178.91.123.132  |
bar.foo.com --|                 |-> bar.foo.com s2:80

Ingress di bawah ini memberikan perintah pada loadbalancer untuk melakukan mekanisme routing berdasarkan header host.

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: name-virtual-host-ingress
spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: service1
          servicePort: 80
  - host: bar.foo.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: service2
          servicePort: 80

Jika kamu membuat sebuah Ingress tanpa mendefinisikan host apa pun, maka trafik web ke alamat IP dari kontroler Ingress tetap dapat dilakukan tanpa harus menyesuaikan aturan name based virtual host. Sebagai contoh, resource Ingress di bawah ini akan melakukan pemetaan trafik dari first.bar.com ke service1, second.foo.com ke service2, dan trafik lain ke alamat IP tanpa host name yang didefinisikan di dalam request (yang tidak memiliki request header) ke service3.

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: name-virtual-host-ingress
spec:
  rules:
  - host: first.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: service1
          servicePort: 80
  - host: second.foo.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: service2
          servicePort: 80
  - http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: service3
          servicePort: 80

TLS

Kamu dapat mengamankan Ingress yang kamu miliki dengan memberikan spesifikasi secret yang mengandung private key dan sertifikat TLS. Saat ini, Ingress hanya memiliki fitur untuk melakukan konfigurasi single TLS port, yaitu 443, serta melakukan terminasi TLS. Jika section TLS pada Ingress memiliki spesifikasi host yang berbeda, rules yang ada akan dimultiplekskan pada port yang sama berdasarkan hostname yang dispesifikasikan melalui ekstensi TLS SNI. Secret TLS harus memiliki key bernama tls.crt dan tls.key yang mengandung private key dan sertifikat TLS, contohnya:

apiVersion: v1
data:
  tls.crt: base64 encoded cert
  tls.key: base64 encoded key
kind: Secret
metadata:
  name: testsecret-tls
  namespace: default
type: kubernetes.io/tls

Ketika kamu menambahkan secret pada Ingress maka kontroler Ingress akan memberikan perintah untuk memproteksi channel dari klien ke loadbalancer menggunakan TLS. Kamu harus memastikan secret TLS yang digunakan memiliki sertifikat yang mengandung CN untuk sslexample.foo.com.

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: tls-example-ingress
spec:
  tls:
  - hosts:
    - sslexample.foo.com
    secretName: testsecret-tls
  rules:
    - host: sslexample.foo.com
      http:
        paths:
        - path: /
          backend:
            serviceName: service1
            servicePort: 80

Catatan: Terdapat perbedaan di antara beberapa fitur TLS yang disediakan oleh berbagai kontroler Ingress. Perhatikan dokumentasi nginx, GCE, atau kontroler Ingress spesifik platform lainnya untuk memahami cara kerja TLS pada environment yang kamu miliki.

Loadbalancing

Sebuah kontroler Ingress sudah dibekali dengan beberapa policy terkait mekanisme load balance yang nantinya akan diterapkan pada semua Ingress, misalnya saja algoritma load balancing, backend weight scheme, dan lain sebagainya. Beberapa konsep load balance yang lebih advance (misalnya saja persistent sessions, dynamic weights) belum diekspos melalui Ingress. Meskipun begitu, kamu masih bisa menggunakan fitur ini melalui loadbalancer service.

Perlu diketahui bahwa meskipun health check tidak diekspos secara langsung melalui Ingress, terdapat beberapa konsep di Kubernetes yang sejalan dengan hal ini, misalnya readiness probes yang memungkinkan kamu untuk memperoleh hasil yang sama. Silahkan pelajari lebih lanjut dokumentasi kontroler yang kamu pakai untuk mengetahui bagaimana implementasi health checks pada kontroler yang kamu pilih (nginx, GCE).

Mengubah Ingress

Untuk mengubah Ingress yang sudah ada dan menambahkan host baru, kamu dapat mengubahnya dengan mode edit:

kubectl describe ingress test

Name:             test
Namespace:        default
Address:          178.91.123.132
Default backend:  default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)
Rules:
  Host         Path  Backends
  ----         ----  --------
  foo.bar.com
               /foo   s1:80 (10.8.0.90:80)
Annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target:  /
Events:
  Type     Reason  Age                From                     Message
  ----     ------  ----               ----                     -------
  Normal   ADD     35s                loadbalancer-controller  default/test

kubectl edit ingress test

Sebuah editor akan muncul dan menampilkan konfigurasi Ingress kamu dalam format YAML apabila kamu telah menjalankan perintah di atas. Ubah untuk menambahkan host:

spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s1
          servicePort: 80
        path: /foo
  - host: bar.baz.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s2
          servicePort: 80
        path: /foo
..

Menyimpan konfigurasi dalam bentuk YAML ini akan mengubah resource pada API server, yang kemudian akan memberi tahu kontroler Ingress untuk mengubah konfigurasi loadbalancer.

kubectl describe ingress test

Name:             test
Namespace:        default
Address:          178.91.123.132
Default backend:  default-http-backend:80 (10.8.2.3:8080)
Rules:
  Host         Path  Backends
  ----         ----  --------
  foo.bar.com
               /foo   s1:80 (10.8.0.90:80)
  bar.baz.com
               /foo   s2:80 (10.8.0.91:80)
Annotations:
  nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target:  /
Events:
  Type     Reason  Age                From                     Message
  ----     ------  ----               ----                     -------
  Normal   ADD     45s                loadbalancer-controller  default/test

Kamu juga dapat mengubah Ingress dengan menggunakan perintah kubectl replace -f pada file konfigurasi Ingress yang ingin diubah.

Mekanisme failing pada beberapa zona availability

Teknik untuk menyeimbangkan persebaran trafik pada failure domain berbeda antar penyedia layanan cloud. Kamu dapat mempelajari dokumentasi yang relevan bagi kontoler Ingress untuk informasi yang lebih detail. Kamu juga dapat mempelajari dokumentasi federasi untuk informasi lebih detail soal bagaimana melakukan deploy untuk federasi klaster.

Pengembangan selanjutnya

Silahkan amati SIG Network untuk detail lebih lanjut mengenai perubahan Ingress dan resource terkait lainnya. Kamu juga bisa melihat repositori Ingress untuk informasi yang lebih detail soal perubahan berbagai kontroler.

Alternatif lain

Kamu dapat mengekspos sebuah Service dalam berbagai cara, tanpa harus menggunakan resource Ingress, dengan menggunakan:

• Service.Type=LoadBalancer
• Service.Type=NodePort
• Port Proxy

Selanjutnya

• Melakukan konfigurasi Ingress pada Minikube dengan kontroler NGINX