使用适用于 Azure Kubernetes 服务的 Kubernetes 网关 API 配置 Istio 入口（预览版）

Istio 服务网格加载项支持 Istio 自己的入口流量管理 API 和用于入口流量管理的 Kubernetes 网关 API。 可以使用 Istio 网关 API 自动部署模型 或 手动部署模型。 本文介绍如何使用 Kubernetes 网关 API 和 自动化部署模型为 Istio 服务网格加载项配置入口流量管理。

限制和注意事项

• 仅在手动部署模型中支持将 Kubernetes 网关 API 用于出口流量管理与 Istio 服务网格加载项。
• 资源的 ConfigMap 自定义 Gateway 必须位于资源自定义允许列表中。 未在允许列表中的字段将被禁止，并通过加载项管理的 Webhook 阻止。 有关详细信息，请参阅 Istio 服务网格附加支持策略。

先决条件

• 在 AKS 群集上启用 托管网关 API 。
• 安装 Istio 服务网格插件修订版 asm-1-26 或更高版本。 如果尚未安装 Istio 服务网格加载项，请遵循 安装指南 ;如果使用的是较低次要修订，请遵循 升级指南 。

设置环境变量。

设置以下环境变量，以便在整个文章中使用：

部署示例应用程序

• 使用httpbin命令在default命名空间中部署示例kubectl apply应用程序。

  kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.26/samples/httpbin/httpbin.yaml
  

创建 Kubernetes 网关和 HTTPRoute

示例清单创建可从群集外部访问的外部入口负载均衡器服务。 可以添加 批注 以创建内部负载均衡器并自定义其他负载均衡器设置。

• 在default命名空间中部署一个网关 API 配置，将gatewayClassName设置为istio，并使用HTTPRoute将流量路由到httpbin服务，使用以下清单：

  kubectl apply -f - <<EOF
  apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
  kind: Gateway
  metadata:
    name: httpbin-gateway
  spec:
    gatewayClassName: istio
    listeners:
    - name: http
      port: 80
      protocol: HTTP
      allowedRoutes:
        namespaces:
          from: Same
  ---
  apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
  kind: HTTPRoute
  metadata:
    name: http
    namespace: default
  spec:
    parentRefs:
    - name: httpbin-gateway
    hostnames: ["httpbin.example.com"]
    rules:
    - matches:
      - path:
          type: PathPrefix
          value: /get
      backendRefs:
      - name: httpbin
        port: 8000
  EOF
  

  注释

  如果要执行小版本升级，并且在群集上同时安装了两个 Istio 服务网格加载项修订，则小版本中较高版本的控制平面会默认接管Gateways 的管理权限。 可以将istio.io/rev标签添加到Gateway，以控制哪个控制平面修订版本拥有它。 如果添加修订版标签，请确保在回滚或完成升级作业之前，将其相应更新为适当的控制平面修订版。

验证资源创建

• 验证Deployment、Service、HorizontalPodAutoscaler和PodDisruptionBudget资源是否已使用以下kubectl get命令创建：

  kubectl get deployment httpbin-gateway-istio
  kubectl get service httpbin-gateway-istio
  kubectl get hpa httpbin-gateway-istio
  kubectl get pdb httpbin-gateway-istio
  

  示例输出：

  # Deployment resource
  NAME                    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
  httpbin-gateway-istio   2/2     2            2           31m
  
  # Service resource
  NAME                    TYPE           CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP      PORT(S)                        AGE
  httpbin-gateway-istio   LoadBalancer   10.0.65.45   <external-ip>    15021:32053/TCP,80:31587/TCP   33m
  
  # HPA resource
  NAME                    REFERENCE                          TARGETS       MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
  httpbin-gateway-istio   Deployment/httpbin-gateway-istio   cpu: 3%/80%   2         5         3          34m
  
  # PDB resource
  NAME                    MIN AVAILABLE   MAX UNAVAILABLE   ALLOWED DISRUPTIONS   AGE
  httpbin-gateway-istio   1               N/A               2                     36m
  

将请求发送到示例应用程序

1. 尝试向curlhttpbin应用程序发送请求。 首先，设置 INGRESS_HOST 环境变量：

   kubectl wait --for=condition=programmed gateways.gateway.networking.k8s.io httpbin-gateway
   export INGRESS_HOST=$(kubectl get gateways.gateway.networking.k8s.io httpbin-gateway -ojsonpath='{.status.addresses[0].value}')
   

2. 尝试向 httpbin 发送 HTTP 请求。

   curl -s -I -HHost:httpbin.example.com "http://$INGRESS_HOST/get"
   

   在输出中，应会看到响应 HTTP 200 。

使用 Kubernetes 网关 API 保护 Istio 入口流量

Istio 服务网格加载项支持从 Azure Key Vault 同步机密，以便通过 传输层安全性（TLS）终止 或 服务器名称指示（SNI）传递来保护基于网关 API 的入口流量。 在以下部分中，使用 适用于机密存储容器存储接口（CSI）驱动程序插件的 Azure Key Vault 提供程序，将机密从 Azure Key Vault 同步至 AKS 集群，并在入口网关上进行 TLS 终止。

创建客户端/服务器证书和密钥

1. 创建根证书和私钥用于为示例服务的证书签名：

   mkdir httpbin_certs
   openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -subj '/O=example Inc./CN=example.com' -keyout httpbin_certs/example.com.key -out httpbin_certs/example.com.crt
   

2. 生成证书和私钥，用于 httpbin.example.com：

   openssl req -out httpbin_certs/httpbin.example.com.csr -newkey rsa:2048 -nodes -keyout httpbin_certs/httpbin.example.com.key -subj "/CN=httpbin.example.com/O=httpbin organization"
   openssl x509 -req -sha256 -days 365 -CA httpbin_certs/example.com.crt -CAkey httpbin_certs/example.com.key -set_serial 0 -in httpbin_certs/httpbin.example.com.csr -out httpbin_certs/httpbin.example.com.crt
   

设置 Azure Key Vault 并创建机密

1. 创建一个 Azure Key Vault 实例，以使用 az keyvault create 命令向 Istio 服务网格加载项提供证书和密钥输入。 如果已有 Azure Key Vault 实例，可以跳过此步骤。

   az keyvault create --name $KEY_VAULT_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP --location $LOCATION
   

2. 使用命令在群集上az aks enable-addons。

   az aks enable-addons --addons azure-keyvault-secrets-provider --resource-group $RESOURCE_GROUP --name $CLUSTER_NAME
   

3. 如果密钥保管库使用 Azure 基于角色的访问控制（RBAC）作为权限模型，请按照 提供对 Azure Key Vault 密钥、证书和机密的访问权限中的说明，通过 Azure 基于角色的访问控制 为加载项的用户分配 Key Vault 机密用户的 Azure 角色。 或者，如果密钥保管库使用保管库访问策略权限模型，请使用命令授权加载项的用户分配的托管标识，以使用访问策略 az keyvault set-policy 访问 Azure Key Vault 资源。

   OBJECT_ID=$(az aks show --resource-group $RESOURCE_GROUP --name $CLUSTER_NAME --query 'addonProfiles.azureKeyvaultSecretsProvider.identity.objectId' -o tsv | tr -d '\r')
   CLIENT_ID=$(az aks show --resource-group $RESOURCE_GROUP --name $CLUSTER_NAME --query 'addonProfiles.azureKeyvaultSecretsProvider.identity.clientId')
   TENANT_ID=$(az keyvault show --resource-group $RESOURCE_GROUP --name $KEY_VAULT_NAME --query 'properties.tenantId')
   
   az keyvault set-policy --name $KEY_VAULT_NAME --object-id $OBJECT_ID --secret-permissions get list
   

4. 使用以下命令 az keyvault secret set 使用证书和密钥在 Azure Key Vault 中创建机密：

   az keyvault secret set --vault-name $KEY_VAULT_NAME --name test-httpbin-key --file httpbin_certs/httpbin.example.com.key
   az keyvault secret set --vault-name $KEY_VAULT_NAME --name test-httpbin-crt --file httpbin_certs/httpbin.example.com.crt
   

部署 SecretProviderClass 和示例 Pod

1. 部署 SecretProviderClass，以便使用以下清单向 CSI 驱动程序提供 Azure Key Vault 特定参数。 在此示例中， test-httpbin-keytest-httpbin-crt 是 Azure Key Vault 中机密对象的名称。

   cat <<EOF | kubectl apply -f -
   apiVersion: secrets-store.csi.x-k8s.io/v1
   kind: SecretProviderClass
   metadata:
     name: httpbin-credential-spc
   spec:
     provider: azure
     secretObjects:
     - secretName: httpbin-credential
       type: kubernetes.io/tls
       data:
       - objectName: test-httpbin-key
         key: tls.key
       - objectName: test-httpbin-crt
         key: tls.crt
     parameters:
       useVMManagedIdentity: "true"
       userAssignedIdentityID: $CLIENT_ID 
       keyvaultName: $KEY_VAULT_NAME
       cloudName: ""
       objects:  |
         array:
           - |
             objectName: test-httpbin-key
             objectType: secret
             objectAlias: "test-httpbin-key"
           - |
             objectName: test-httpbin-crt
             objectType: secret
             objectAlias: "test-httpbin-crt"
       tenantId: $TENANT_ID
   EOF
   

   注释

   或者，若要直接从 Azure Key Vault 引用证书对象类型，请使用以下清单部署 SecretProviderClass。 在此示例中， test-httpbin-cert-pxf 是 Azure Key Vault 中证书对象的名称。

   cat <<EOF | kubectl apply -f -
   apiVersion: secrets-store.csi.x-k8s.io/v1
   kind: SecretProviderClass
   metadata:
     name: httpbin-credential-spc
   spec:
     provider: azure
     secretObjects:
     - secretName: httpbin-credential
       type: kubernetes.io/tls
       data:
       - objectName: test-httpbin-key
         key: tls.key
       - objectName: test-httpbin-crt
         key: tls.crt
     parameters:
       useVMManagedIdentity: "true"
       userAssignedIdentityID: $CLIENT_ID 
       keyvaultName: $KEY_VAULT_NAME
       cloudName: ""
       objects:  |
         array:
           - |
             objectName: test-httpbin-cert-pfx  #certificate object name from keyvault
             objectType: secret
             objectAlias: "test-httpbin-key"
           - |
             objectName: test-httpbin-cert-pfx #certificate object name from keyvault
             objectType: cert
             objectAlias: "test-httpbin-crt"
       tenantId: $TENANT_ID
   EOF
   

2. 使用以下清单部署示例 Pod。 用于机密存储的 Azure Key Vault 提供程序（CSI）驱动程序加载项要求 Pod 引用 SecretProviderClass 资源，以确保机密从 Azure Key Vault 同步到群集。

   cat <<EOF | kubectl apply -f -
   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: secrets-store-sync-httpbin
   spec:
     containers:
       - name: busybox
         image: mcr.azk8s.cn/oss/busybox/busybox:1.33.1
         command:
           - "/bin/sleep"
           - "10"
         volumeMounts:
         - name: secrets-store01-inline
           mountPath: "/mnt/secrets-store"
           readOnly: true
     volumes:
       - name: secrets-store01-inline
         csi:
           driver: secrets-store.csi.k8s.io
           readOnly: true
           volumeAttributes:
             secretProviderClass: "httpbin-credential-spc"
   EOF
   

验证 TLS 密钥创建

• 验证httpbin-credential是否在default命名空间中按照 SecretProviderClass 资源的定义创建了一个kubectl describe secret机密，使用kubectl describe secret命令进行。

  kubectl describe secret/httpbin-credential
  

  示例输出：

  Name:         httpbin-credential
  Namespace:    default
  Labels:       secrets-store.csi.k8s.io/managed=true
  Annotations:  <none>
  
  Type:  kubernetes.io/tls
  
  Data
  ====
  tls.crt:  1180 bytes
  tls.key:  1675 bytes
  

部署 TLS 网关

1. 使用以下清单创建一个在 TLS 配置下引用 httpbin-credential 密钥的 Kubernetes 网关：

   cat <<EOF | kubectl apply -f -
   apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
   kind: Gateway
   metadata:
     name: httpbin-gateway
   spec:
     gatewayClassName: istio
     listeners:
     - name: https
       hostname: "httpbin.example.com"
       port: 443
       protocol: HTTPS
       tls:
         mode: Terminate
         certificateRefs:
         - name: httpbin-credential
       allowedRoutes:
         namespaces:
           from: Selector
           selector:
             matchLabels:
               kubernetes.io/metadata.name: default
   EOF
   

   注释

   在网关定义中， tls.certificateRefs.name 必须与 SecretProviderClass 资源匹配 secretName 。

2. 创建一个相应的 HTTPRoute，使用以下清单通过 HTTPS 路由入口流量到 httpbin 服务：

   cat <<EOF | kubectl apply -f -
   apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
   kind: HTTPRoute
   metadata:
     name: httpbin
   spec:
     parentRefs:
     - name: httpbin-gateway
     hostnames: ["httpbin.example.com"]
     rules:
     - matches:
       - path:
           type: PathPrefix
           value: /status
       - path:
           type: PathPrefix
           value: /delay
       backendRefs:
       - name: httpbin
         port: 8000
   EOF
   

3. 使用以下命令获取入口网关的外部 IP 地址和安全端口：

   kubectl wait --for=condition=programmed gateways.gateway.networking.k8s.io httpbin-gateway
   export INGRESS_HOST=$(kubectl get gateways.gateway.networking.k8s.io httpbin-gateway -o jsonpath='{.status.addresses[0].value}')
   export SECURE_INGRESS_PORT=$(kubectl get gateways.gateway.networking.k8s.io httpbin-gateway -o jsonpath='{.spec.listeners[?(@.name=="https")].port}')
   

4. 发送 HTTPS 请求以访问 httpbin 服务：

   curl -v -HHost:httpbin.example.com --resolve "httpbin.example.com:$SECURE_INGRESS_PORT:$INGRESS_HOST" \
   --cacert httpbin_certs/example.com.crt "https://httpbin.example.com:$SECURE_INGRESS_PORT/status/418"
   

   输出应显示 httpbin 服务返回 418 我是茶壶 代码。

   注释

   若要配置对 HTTPS 服务的 HTTPS 入口访问，请将网关定义中的 TLS 模式更新为 Passthrough。 此配置指示网关 按原样传递入口流量，而不会终止 TLS。

自定义批注设置

可以在spec.infrastructure.annotations下添加注释以配置负载均衡器设置，用于Gateway。 例如，若要创建附加到特定子网的内部负载均衡器，可以使用以下注释创建一个 Gateway ：

spec:
  # ... existing spec content ...
  infrastructure:
    annotations: 
      service.beta.kubernetes.io/azure-load-balancer-internal: "true"
      service.beta.kubernetes.io/azure-load-balancer-internal-subnet: "my-subnet"

ConfigMap 自定义设置

Istio 服务网格附加组件支持对为 生成的 Gateways 进行自定义，其中包括：

• 服务
• 部署
• 水平 Pod 自动缩放器 （HPA）
• Pod 故障预算 (PDB)

这些资源的默认设置是在 istio-gateway-class-defaults 命名空间中的 aks-istio-system ConfigMap 中设定的。 此ConfigMap必须将标签设置为gateway.istio.io/defaults-for-classistio，以便自定义项对所有Gatewaysspec.gatewayClassName: istio的项生效。 启用GatewayClass后，aks-istio-system 命名空间中默认会安装 级别的 ConfigMap。 安装托管网关 API CRD 后，ConfigMap 的部署可能最多需要五分钟 istio-gateway-class-defaults。

kubectl get configmap istio-gateway-class-defaults -n aks-istio-system -o yaml

...
data:
  horizontalPodAutoscaler: |
    spec:
      minReplicas: 2
      maxReplicas: 5
  podDisruptionBudget: |
    spec:
      minAvailable: 1
...

可以通过更新 Gateways ConfigMap 来修改所有 Istio GatewayClassistio-gateway-class-defaults 的这些设置，也可以为单个Gateway资源设置这些设置。 必须在给定资源中为 GatewayClass 级别和 Gateway 级别的 ConfigMaps 添加字段至允许列表。 如果同时对 GatewayClass 和单个 Gateway 进行了自定义，那么 Gateway 级别的配置将优先。

允许列表字段的部署自定义

服务自定义允许列表字段

HorizontalPodAutoscaler（HPA）自定义允许列表字段

PodDisruptionBudget （PDB） 自定义允许列表字段

配置 GatewayClass 级设置

1. 使用GatewayClass命令在aks-istio-system命名空间中更新kubectl edit configmap级别的ConfigMap。

   kubectl edit cm istio-gateway-class-defaults -n aks-istio-system
   

2. 根据需要编辑 data 部分中的资源设置。 例如，若要更新 HPA 最小/最大副本数并向 Deployment 添加标签，请按如下方式修改 ConfigMap：

   ...
   data:
     deployment: |
       metadata:
         labels:
           test.azureservicemesh.io/deployment-config: "updated"
     horizontalPodAutoscaler: |
       spec:
         minReplicas: 3
         maxReplicas: 6
     podDisruptionBudget: |
       spec:
         minAvailable: 1
   ...
   

   注释

   每个GatewayClass只允许一个ConfigMap。

3. 现在，你应该会看到你之前创建的 HPA 中的 httpbin-gateway，已经更新为新的最小值/最大值。 HPA使用kubectl get hpa命令验证设置。

   kubectl get hpa httpbin-gateway-istio
   

   示例输出：

   NAME                    REFERENCE                          TARGETS       MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
   httpbin-gateway-istio   Deployment/httpbin-gateway-istio   cpu: 3%/80%   3         6         3          36m
   

4. 使用Deployment命令验证kubectl get deployment是否已更新为新标签。

   kubectl get deployment httpbin-gateway-istio -ojsonpath='{.metadata.labels.test\.azureservicemesh\.io\/deployment-config}'
   

   示例输出：

   updated
   

配置特定网关的参数

1. 使用以下清单为网关创建具有资源自定义的 httpbin ConfigMap：

   kubectl apply -f - <<EOF
   apiVersion: v1
   kind: ConfigMap
   metadata:
     name: gw-options
   data:
     horizontalPodAutoscaler: |
       spec:
         minReplicas: 2
         maxReplicas: 4
     deployment: |
       metadata:
         labels:
           test.azureservicemesh.io/deployment-config: "updated-per-gateway"
   EOF
   

2. 请更新httpbinGateway以引用ConfigMap。

   spec:
     # ... existing spec content ...
     infrastructure:
       parametersRef:
         group: ""
         kind: ConfigMap
         name: gw-options
   

3. 使用 kubectl apply 命令应用更新。

   kubectl apply -f httpbin-gateway-updated.yaml
   

4. 请使用HPA命令验证kubectl get hpa是否已更新为新的最小值/最大值。 如果你还配置了GatewayClass级别的ConfigMap，Gateway级别的设置应优先。

   kubectl get hpa httpbin-gateway-istio
   

   示例输出：

   NAME                    REFERENCE                          TARGETS       MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
   httpbin-gateway-istio   Deployment/httpbin-gateway-istio   cpu: 3%/80%   2         4         2          4h14m
   

5. 检查Deployment标签，确保test.azureservicemesh.io/deployment-config已使用kubectl get deployment命令更新为新值。

   kubectl get deployment httpbin-gateway-istio -ojsonpath='{.metadata.labels.test\.azureservicemesh\.io\/deployment-config}'
   

   示例输出：

   updated-per-gateway
   

清理资源

如果不再需要本文中创建的资源，可以将其删除，以避免产生任何费用。

1. 使用以下命令 kubectl delete 删除网关和 HTTPRoute 资源：

   kubectl delete gateways.gateway.networking.k8s.io httpbin-gateway
   kubectl delete httproute httpbin
   

2. 如果创建了用于自定义网关资源的 ConfigMap，请使用 kubectl delete configmap 命令将其删除。

   kubectl delete configmap gw-options
   

3. 如果创建了用于 TLS 终止的 SecretProviderClass 和机密， kubectl delete 请使用以下命令删除资源：

   kubectl delete secret httpbin-credential
   kubectl delete pod secrets-store-sync-httpbin
   kubectl delete secretproviderclass httpbin-credential-spc
   

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• 为 Istio 服务网格附加组件部署出口网关