企业级网关 Kong 部署 Spring Boot 项目实战

2023-05-16

企业级网关 Kong 部署 Spring Boot 项目实战

1、概述

在本教程中，我们将演示使用 Kong Ingress Controller (KIC) 在 Kubernetes 上部署 Spring Boot 应用程序。通过为应用程序实现一个简单的速率限制器来演示 KIC 的高级使用，而无需任何编码。

2. 改进的安全和访问控制

现代应用程序部署，尤其是 API，需要应对许多挑战，例如：隐私法（例如 GPDR）、安全问题 (DDOS) 和使用跟踪（例如 API 配额和速率限制）。在这种情况下，现代应用程序和 API 需要额外的保护级别来应对这些挑战，例如防火墙、反向代理、速率限制器等。

尽管 K8s 环境保护应用程序免受其中许多威胁，但我们仍然需要采取一些措施来进一步确保应用程序安全。这些措施之一是部署入口控制器并设置其对应用程序的访问规则。

Ingress 是一个对象，它通过向部署的应用程序公开 HTTP / HTTPS 路由并强制执行访问规则来管理对 K8s 集群及其上部署的应用程序的外部访问。为了暴露应用程序以允许外部访问，我们需要定义入口规则并使用入口控制器，它是一个专门的反向代理和负载平衡器。通常，ingress controller 由第三方公司提供，功能各不相同，例如：本文使用的 Kong Ingress Controller

https://docs.konghq.com/kubernetes-ingress-controller/latest/

3.搭建环境

为了演示 Kong Ingress Controller (KIC) 与 Spring Boot 应用程序的结合使用，需要访问 K8s 集群，因此可以使用 minikube 创建一个示例 K8s 集群。启动 K8s 环境后，需要在集群上部署 Kong Ingress Controller 。

https://docs.konghq.com/kubernetes-ingress-controller/2.7.x/guides/getting-started/

Kong 公开了一个外部 IP，需要使用它来访问应用程序，因此最好使用该地址创建一个环境变量：

export PROXY_IP=$(minikube service -n kong kong-proxy --url | head -1)

如果 Kong Ingress Controller 已安装，我们就可以通过访问该PROXY_IP来测试它是否正在运行：

curl -i $PROXY_IP

响应应该是 404 错误，这是正常的，因为我们还没有部署任何应用程序，所以应该说没有与之匹配的路由。现在是时候创建一个示例应用程序了，为了将我们的应用程序部署到 K8s，我们需要创建容器镜像，我们可以使用 Docker 来做到这一点。所以需要提前安装 docker。

4. 创建示例 Spring Boot 应用程序

现在我们需要一个 Spring Boot 应用程序并将其部署到 K8s 集群。要生成具有至少一个公开 Web 资源的简单 HTTP 服务器应用程序，我们可以这样做：

curl https://start.spring.io/starter.tgz -d dependencies=webflux,actuator -d type=maven-project | tar -xzvf -

一件重要的事情是选择默认的 Java 版本。如果我们需要使用旧版本，则需要执行javaVersion属性：

curl https://start.spring.io/starter.tgz -d dependencies=webflux,actuator -d type=maven-project -d javaVersion=11 | tar -xzvf -

在这个示例应用程序中，我们选择了 webflux，它使用 Spring WebFlux 和 Netty 生成一个响应式 Web 应用程序。

https://www.baeldung.com/spring-webflux

以及添加了另一个重要的依赖项：actuator

https://www.baeldung.com/spring-boot-actuators

这是一个 Spring 应用的监控工具，已经暴露了一些 web 资源，这正是我们需要用 Kong 测试的。这样，应用程序已经公开了可以使用的 Web API。现在开始构建它：

./mvnw install

生成的 jar 是可执行的，因此可以通过运行它来测试应用程序：

java -jar target/*.jar

要测试应用程序，需要打开另一个终端并键入以下命令：

curl -i http://localhost:8080/actuator/health

响应必须是执行器提供的应用程序的健康状态：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/vnd.spring-boot.actuator.v3+json
Content-Length: 15

{"status":"UP"}

5. 从应用生成容器镜像

将应用程序部署到 Kubernetes 集群的过程涉及创建容器映像并将其部署到集群可访问的存储库。我们通常会将镜像推送到 DockerHub 或自己私有容器镜像注册中心。但是，由于我们正在使用 Minikube，让我们将 Docker 客户端环境变量指向 Minikube 的 Docker：

$(minikube docker-env)

现在可以构建应用程序镜像：

./mvnw spring-boot:build-image

6. 部署应用

现在是时候在 K8s 集群上部署应用程序了。我们需要创建一些 K8s 对象来部署和测试应用程序，所有需要的文件都可以在演示的存储库中找到：

具有容器规范的应用程序的 deployment 对象
为 Pod 分配 cluster IP 地址的 service 定义
在 routes 中使用 Kong 的代理 IP 地址的 ingress 规则

部署对象只是创建运行我们的镜像所必需的 pod，这是创建它的 YAML 文件：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: demo
  name: demo
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: demo
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: demo
    spec:
      containers:
      - image: docker.io/library/demo:0.0.1-SNAPSHOT
        name: demo
        resources: {}
        imagePullPolicy: Never

status: {}

我们指向在 Minikube 中创建的镜像，获取其全名。请注意，有必要将imagePullPolicy 属性指定为Never ，因为我们没有使用镜像注册服务器，因此不希望 K8s 尝试下载镜像，而是使用其内部 Docker 存档中已有的镜像。可以使用kubectl部署它：

kubectl apply -f serviceDeployment.yaml

如果部署成功，可以看到消息：

deployment.apps/demo created

为了让应用程序有一个统一的 IP 地址，需要创建一个服务，为它分配一个内部集群范围的 IP 地址，这是创建它的 YAML 文件：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: demo
  name: demo
spec:
  ports:
  - name: 8080-8080
    port: 8080
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: demo
  type: ClusterIP
status:
  loadBalancer: {}

可以使用kubectl部署它：

kubectl apply -f clusterIp.yaml

为了能够被外部访问（在 K8s 集群之外），需要创建一个 ingress 规则，在我们的例子中，将它指向路径/actuator/health和端口 8080：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: demo
spec:
  ingressClassName: kong
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /actuator/health
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          service:
            name: demo
            port:
              number: 8080

使用kubectl部署它：

kubectl apply -f ingress-rule.yaml

现在可以使用 Kong 的代理 IP 地址进行外部访问：

$ curl -i $PROXY_IP/actuator/health
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/vnd.spring-boot.actuator.v3+json
Content-Length: 49
Connection: keep-alive
X-Kong-Upstream-Latency: 325
X-Kong-Proxy-Latency: 1
Via: kong/3.0.0

7. 演示速率限制器

我们设法在 Kubernetes 上部署了一个 Spring Boot 应用程序，并使用 Kong Ingress Controller 提供对它的访问。但 KIC 的功能远不止于此：身份验证、负载均衡、监控、速率限制和其他功能。为了展示 Kong 的真正力量，我们将对应用程序实施一个简单的速率限制器，限制每分钟只能访问五个请求。为此，需要在 K8s 集群中创建一个名为KongClusterPlugin的对象。使用以下 YAML 文件执行：

apiVersion: configuration.konghq.com/v1
kind: KongClusterPlugin
metadata:
  name: global-rate-limit
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: kong
  labels:
    global: true
config:
  minute: 5
  policy: local
plugin: rate-limiting

插件配置允许我们为应用程序指定额外的访问规则，将对它的访问限制为每分钟五个请求。们应用此配置并测试结果：

kubectl apply -f rate-limiter.yaml

为了测试它，可以在一分钟内重复之前使用的 CURL 命令五次以上，会得到一个 429 错误：

curl -i $PROXY_IP/actuator/health
HTTP/1.1 429 Too Many Requests
Date: Sun, 06 Nov 2022 19:33:36 GMT
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Connection: keep-alive
RateLimit-Reset: 24
Retry-After: 24
X-RateLimit-Remaining-Minute: 0
X-RateLimit-Limit-Minute: 5
RateLimit-Remaining: 0
RateLimit-Limit: 5
Content-Length: 41
X-Kong-Response-Latency: 0
Server: kong/3.0.0

{
  "message":"API rate limit exceeded"
}

可以看到响应 HTTP 标头通知客户端有关速率限制。

8.清理资源

为了清理演示，需要按 LIFO 顺序删除所有对象：

kubectl delete -f rate-limiter.yaml
kubectl delete -f ingress-rule.yaml
kubectl delete -f clusterIp.yaml
kubectl delete -f serviceDeployment.yaml

并停止 Minikube 集群：

minikube stop

九、结论

在本文中，我们演示了使用 Kong Ingress Controller 来管理对部署在 K8s 集群上的 Spring Boot 应用程序的访问。

用到的示例文件，可以在 GitHub 上找到源代码。

https://github.com/eugenp/tutorials/tree/master/kubernetes-modules/kubernetes-spring

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