Kubernetes 部署 Ingress 控制器 Traefik v2.2.8

系统环境：

• Traefik 版本：v2.2.8
• Kubernetes 版本：v1.18.3

一、Traefik 简介

Traefik 是一款开源的边缘路由器，它可以让发布服务变得轻松有趣。它代表您的系统接收请求，并找出负责处理这些请求的组件。与众不同之处在于，除了它的许多特性之外，它还可以自动为您的服务发现正确的配置。当 Traefik 检查您的基础设施时，它会发现相关信息，并发现哪个服务为哪个请求提供服务。

       Traefik 与每个主要的集群技术都是原生兼容的，比如 Kubernetes、Docker、Docker Swarm、AWS、Mesos、Marathon 等等;并且可以同时处理多个。(它甚至适用于运行在裸机上的遗留软件。) 使用 Traefik，不需要维护和同步单独的配置文件:所有事情都是实时自动发生的(没有重启，没有连接中断)。使用 Traefik，只需要花费时间开发和部署新功能到您的系统，而不是配置和维护其工作状态。

二、Kubernetes 部署 Traefik

Traefik 最新推出了 v2.2 版本，这里将 Traefik 升级到最新版本，简单的介绍了下如何在 Kubernetes 环境下安装 Traefik v2.2.8，下面将介绍如何在 Kubernetes 版权声明：本文遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，若要转载请务必附上原文出处链接及本声明，谢谢合作！环境下部署并配置 Traefik v2.2.8。

       当部署完 Traefik 后还需要创建外部访问 Kubernetes 内部应用的路由规则，Traefik 支持两种方式创建路由规则，一种是创建 Traefik 自定义 Kubernetes CRD 资源方式，还有一种是创建 Kubernetes Ingress 资源方式。

注意：这里 Traefik 是部署在 Kube-system Namespace 下，如果不是需要修改下面部署文件中的 Namespace 属性。

1、创建 CRD 资源

在 traefik v2.0 版本后，开始使用 CRD（Custom Resource Definition）来完成路由配置等，所以需要提前创建 CRD 资源。

创建 traefik-crd.yaml 文件

## IngressRoute
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: ingressroutes.traefik.containo.us
spec:
  scope: Namespaced
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: IngressRoute
    plural: ingressroutes
    singular: ingressroute
---
## IngressRouteTCP
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: ingressroutetcps.traefik.containo.us
spec:
  scope: Namespaced
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: IngressRouteTCP
    plural: ingressroutetcps
    singular: ingressroutetcp
---
## Middleware
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: middlewares.traefik.containo.us
spec:
  scope: Namespaced
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: Middleware
    plural: middlewares
    singular: middleware
---
## TLSOption
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: tlsoptions.traefik.containo.us
spec:
  scope: Namespaced
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: TLSOption
    plural: tlsoptions
    singular: tlsoption
---
## TraefikService
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: traefikservices.traefik.containo.us
spec:
  scope: Namespaced
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: TraefikService
    plural: traefikservices
    singular: traefikservice
---
## TLSStore
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: tlsstores.traefik.containo.us
spec:
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: TLSStore
    plural: tlsstores
    singular: tlsstore
  scope: Namespaced
---
## IngressRouteUDP
apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: ingressrouteudps.traefik.containo.us
spec:
  group: traefik.containo.us
  version: v1alpha1
  names:
    kind: IngressRouteUDP
    plural: ingressrouteudps
    singular: ingressrouteudp
  scope: Namespaced

创建 Traefik CRD 资源

$ kubectl apply -f traefik-crd.yaml

2、创建 RBAC 权限

Kubernetes 在 1.6 版本中引入了基于角色的访问控制（RBAC）策略，方便对 Kubernetes 资源和 API 进行细粒度控制。Traefik 需要一定的权限，所以这里提前创建好 Traefik ServiceAccount 并分配一定的权限。

创建 traefik-rbac.yaml 文件

## ServiceAccount
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  namespace: kube-system
  name: traefik-ingress-controller
---
## ClusterRole
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: traefik-ingress-controller
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["services","endpoints","secrets"]
    verbs: ["get","list","watch"]
  - apiGroups: ["extensions"]
    resources: ["ingresses"]
    verbs: ["get","list","watch"]
  - apiGroups: ["extensions"]
    resources: ["ingresses/status"]
    verbs: ["update"]
  - apiGroups: ["traefik.containo.us"]
    resources: ["middlewares","ingressroutes","ingressroutetcps","tlsoptions","ingressrouteudps","traefikservices","tlsstores"]
    verbs: ["get","list","watch"]
---
## ClusterRoleBinding
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
metadata:
  name: traefik-ingress-controller
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: traefik-ingress-controller
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: traefik-ingress-controller
    namespace: kube-system

创建 Traefik RBAC 资源

• -n：指定部署的 Namespace

$ kubectl apply -f traefik-rbac.yaml -n kube-system

3、创建 Traefik 配置文件

由于 Traefik 配置很多，通过 CLI 定义不是很方便，一般时候选择将其配置选项放到配置文件中，然后存入 ConfigMap，将其挂入 traefik 中版权声明：本文遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，若要转载请务必附上原文出处链接及本声明，谢谢合作！。

下面配置中可以通过配置 kubernetesCRD 与 kubernetesIngress 两项参数，让 Traefik 支持 CRD 与 Ingress 两种路由方式。

创建 traefik-config.yaml 文件

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: traefik-config
data:
  traefik.yaml: |-
    ping: ""                    ## 启用 Ping
    serversTransport:
      insecureSkipVerify: true  ## Traefik 忽略验证代理服务的 TLS 证书
    api:
      insecure: true            ## 允许 HTTP 方式访问 API
      dashboard: true           ## 启用 Dashboard
      debug: false              ## 启用 Debug 调试模式
    metrics:
      prometheus: ""            ## 配置 Prometheus 监控指标数据，并使用默认配置
    entryPoints:
      web:
        address: ":80"          ## 配置 80 端口，并设置入口名称为 web
      websecure:
        address: ":443"         ## 配置 443 端口，并设置入口名称为 websecure
    providers:
      kubernetesCRD: ""         ## 启用 Kubernetes CRD 方式来配置路由规则
      kubernetesIngress: ""     ## 启动 Kubernetes Ingress 方式来配置路由规则
    log:
      filePath: ""              ## 设置调试日志文件存储路径，如果为空则输出到控制台
      level: error              ## 设置调试日志级别
      format: json              ## 设置调试日志格式
    accessLog:
      filePath: ""              ## 设置访问日志文件存储路径，如果为空则输出到控制台
      format: json              ## 设置访问调试日志格式
      bufferingSize: 0          ## 设置访问日志缓存行数
      filters:
        #statusCodes: ["200"]   ## 设置只保留指定状态码范围内的访问日志
        retryAttempts: true     ## 设置代理访问重试失败时，保留访问日志
        minDuration: 20         ## 设置保留请求时间超过指定持续时间的访问日志
      fields:                   ## 设置访问日志中的字段是否保留（keep 保留、drop 不保留）
        defaultMode: keep       ## 设置默认保留访问日志字段
        names:                  ## 针对访问日志特别字段特别配置保留模式
          ClientUsername: drop  
        headers:                ## 设置 Header 中字段是否保留
          defaultMode: keep     ## 设置默认保留 Header 中字段
          names:                ## 针对 Header 中特别字段特别配置保留模式
            User-Agent: redact
            Authorization: drop
            Content-Type: keep
    #tracing:                     ## 链路追踪配置,支持 zipkin、datadog、jaeger、instana、haystack 等 
    #  serviceName:               ## 设置服务名称（在链路追踪端收集后显示的服务名）
    #  zipkin:                    ## zipkin配置
    #    sameSpan: true           ## 是否启用 Zipkin SameSpan RPC 类型追踪方式
    #    id128Bit: true           ## 是否启用 Zipkin 128bit 的跟踪 ID
    #    sampleRate: 0.1          ## 设置链路日志采样率（可以配置0.0到1.0之间的值）
    #    httpEndpoint: http://localhost:9411/api/v2/spans     ## 配置 Zipkin Server 端点

创建 Traefik ConfigMap 资源

• -n： 指定程序启的 Namespace

$ kubectl apply -f traefik-config.yaml -n kube-system

4、节点设置 Label 标签

由于是 Kubernetes DeamonSet 这种方式部署 Traefik，所以需要提前给节点设置 Label，这样当程序部署时 Pod 会自动调度到设置 Label 的点上。

节点设置 Label 标签

• 格式：kubectl label nodes [节点名] [key=value]

$ kubectl label nodes 192.168.99.1 IngressProxy=true

查看节点是版权声明：本文遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，若要转载请务必附上原文出处链接及本声明，谢谢合作！否设置 Label 成功

$ kubectl get nodes --show-labels

NAME           STATUS                     ROLES    AGE    VERSION   LABELS
192.168.99.1   Ready,SchedulingDisabled   master   6d7h   v1.18.3   IngressProxy=true,beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=192.168.99.1,kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/role=master
192.168.99.2   Ready,SchedulingDisabled   master   6d7h   v1.18.3   IngressProxy=true,beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=192.168.99.2,kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/role=master
192.168.99.3   Ready                      node     6d7h   v1.18.3   IngressProxy=true,beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=192.168.99.3,kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/role=node,test=test
192.168.99.4   Ready                      node     6d7h   v1.18.3   IngressProxy=true,beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=192.168.99.4,kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/role=node

如果想删除标签，可以使用 kubectl label nodes 192.168.99.1 IngressProxy- 命令

5、Kubernetes 部署 Traefik

这里用 DaemonSet 方式部署，便于在多服务器间扩展，用 hostport 方式占用服务器 80、443 端口，方便流量通过物理机进入 Kubernetes 内部。

创建 traefik 部署文件 traefik-deploy.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: traefik
spec:
  ports:
    - name: web
      port: 80
    - name: websecure
      port: 443
    - name: admin
      port: 8080
  selector:
    app: traefik
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: traefik-ingress-controller
  labels:
    app: traefik
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: traefik
  template:
    metadata:
      name: traefik
      labels:
        app: traefik
    spec:
      serviceAccountName: traefik-ingress-controller
      terminationGracePeriodSeconds: 1
      containers:
        - image: traefik:v2.2.8
          name: traefik-ingress-lb
          ports:
            - name: web
              containerPort: 80
              hostPort: 80         ## 将容器端口绑定所在服务器的 80 端口
            - name: websecure
              containerPort: 443
              hostPort: 443        ## 将容器端口绑定所在服务器的 443 端口
            - name: admin
              containerPort: 8080  ## Traefik Dashboard 端口
          resources:
            limits:
              cpu: 2000m
              memory: 1024Mi
            requests:
              cpu: 1000m
              memory: 1024Mi
          securityContext:
            capabilities:
              drop:
                - ALL
              add:
                - NET_BIND_SERVICE
          args:
            - --configfile=/config/traefik.yaml
          volumeMounts:
            - mountPath: "/config"
              name: "config"
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /ping
              port: 8080
            failureThreshold: 3
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 10
            successThreshold: 1
            timeoutSeconds: 5
          livenessProbe:
            httpGet:
              path: /ping
              port: 8080
            failureThreshold: 3
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 10
            successThreshold: 1
            timeoutSeconds: 5    
      volumes:
        - name: config
          configMap:
            name: traefik-config 
      tolerations:              ## 设置容忍所有污点，防止节点被设置污点
        - operator: "Exists"
      nodeSelector:             ## 设置node筛选器，在特定label的节点上启动
        IngressProxy: "true"

Kubernetes 部署 Traefik

$ kubectl apply -f traefik-deploy.yaml -n kube-system

到此 Traefik v2.2.8 应用已经部署完成。

三、Traefik 路由规则配置

Traefik 应用已经部署完成，但是想让外部访问 Kubernetes 内部服务，还需要配置路由规则，上面部署 Traefik 时开启了 Traefik Dashboard，这是 Traefik 提供的视图看板，所以，首先配置基于 HTTP 的 Traefik Dashboard 路由规则，使外部能够访问 Traefik Dashboard。然后，再配置基于 HTTPS 的 Kubernetes Dashboard 的路由规则，这里分别使用 CRD 和 Ingress 两种方式进行演示。

1、方式一：使用 CRD 方式配置 Traefik 路由规则

(1)、配置 HTTP 路由规则 （Traefik Dashboard 为例）

# 创建 Traefik Dashboard 路由规则 traefik-dashboard-版权声明：本文遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，若要转载请务必附上原文出处链接及本声明，谢谢合作！route.yaml 文件

apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRoute
metadata:
  name: traefik-dashboard-route
spec:
  entryPoints:
  - web
  routes:
  - match: Host(`traefik.infvie.org`)
    kind: Rule
    services:
      - name: traefik
        port: 8080

# 创建 Traefik Dashboard 路由规则对象

$ kubectl apply -f traefik-dashboard-route.yaml -n kube-system

(2)、配置 HTTPS 路由规则（Kubernetes Dashboard 为例）

这里我们创建 Kubernetes 的 Dashboard 看板创建路由规则，它是 Https 协议方式，由于它是需要使用 Https 请求，所以我们配置基于 Https 的路由规则并指定证书

# 创建私有证书 tls.key、tls.crt 文件

# 创建自签名证书
$ openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=cloud.infvie.org"

# 将证书存储到 Kubernetes Secret 中
$ kubectl create secret generic cloud-tls --from-file=tls.crt --from-file=tls.key -n kube-system

# 创建 Traefik Dashboard CRD 路由规则 kubernetes-dashboard-route.yaml 文件

apiVersion: traefik.containo.us/v1alpha1
kind: IngressRoute
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-route
spec:
  entryPoints:
  - websecure
  tls:
    secretName: cloud-tls
  routes:
  - match: Host(`cloud.infvie.org`) 
    kind: Rule
    services:
      - name: kubernetes-dashboard
        port: 443

# 创建 Kubernetes Dashboard 路由规则对象

$ kubectl apply -f kubernetes-dashboard-route.yaml -n kube-system

2、方式二：使用 Ingress 方式配置 Traefik 路由规则

使用 Ingress 方式创建路由规则可言参考 Traefik 文档 Kubernetes Ingress

(1)、配置 HTTP 路由规则 （Traefik Dashboard 为例）

# 创建 Traefik Ingress 路由规则 traefik-dashboard-ingress.yaml 文件

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: traefik-dashboard-ingress
  namespace: kube-system
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: traefik            
    traefik.ingress.kubernetes.io/router.entrypoints: web
spec:
  rules:
  - host: traefik.infvie.org                                
    http:
      paths:
      - path: /              
        backend:
          serviceName: traefik
          servicePort: 8080

# 创建 Traefik Dashboard Ingress 路由规则对象

$ kubectl apply -f traefik-dashboard-ingress.yaml -n kube-system

(2)、配置 HTTPS 路由规则（Kubernetes Dashboard 为例）

跟上面以CRD方式创建路由规则一样，也需要创建使用证书，然后再以Ingress方式创建路由规则。

# 创建私有证书 tls.key、tls.crt 文件

# 创建自签名证书
$ openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=cloud.infvie.org"

# 将证书存储到 Kubernetes Secret 中
$ kubectl create secret generic cloud-tls --from-file=tls.crt --from-file=tls.key -n kube-system

# 创建 Traefik Dashboard Ingress 路由规则 kubernetes-dashboard-ingress.yaml 文件

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: kubernetes-dashboard-ingress
  namespace: kube-system
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: traefik                  
    traefik.ingress.kubernetes.io/router.tls: "true"
    traefik.ingress.kubernetes.io/router.entrypoints: websecure
spec:
  tls:
  - secretName: cloud-tls
  rules:
  - host: cloud.infvie.org                               
    http:
      paths:
      - path: /                                     
        backend:
          serviceName: kubernetes-dashboard
          servicePort: 443

# 创建 Traefik Dashboard 路由规则对象

$ kubectl apply -f kubernetes-dashboard-ingress.yaml -n kube-system

四、方式创建路由规则后的应用

配置完成后，打开浏览器输入地址：http://traefik.infvie.org 打开 Traefik Dashboard。

配置完成后，打开浏览器输入地址：https://cloud.infvie.org打开 Kubernetes Dashboard。

参考文献

https://docs.traefik.io/v2.0/