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通過Nginx Ingress訪問集群內WebSocket服務

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WebSocket是一種網絡傳輸協議，允許在單個TCP連接上進行雙向通信，位于OSI模型的應用層。與傳統HTTP請求相比，WebSocket使服務端能夠主動向客戶端推送數據，從而實現實時交互，適用于需要即時更新的應用場景，例如在線游戲、金融市場數據傳輸等。遵守WebSocket協議的服務即為WebSocket服務。本文通過示例介紹如何通過Nginx Ingress訪問集群內的WebSocket服務。

前提條件

步驟一：部署示例應用

在集群中部署示例WebSocket應用和服務。

  1. 使用以下內容，創建名為websocket.yaml文件。

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: ws
  name: websocket-server
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: ws
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ws
    spec:
      containers:
      - image: registry-cn-hangzhou.ack.aliyuncs.com/ack-demo/websocket-echo-server:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: echo
        env:
         - name: BIND_PORT
           value: "3000"
        ports:
        - containerPort: 3000
          protocol: TCP
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
            memory: 1000Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: ws
  name: websocket-server
  namespace: default
spec:
  ports:
  - name: ws
    port: 3000
    protocol: TCP
    targetPort: 3000
  selector:
    app: ws
  type: ClusterIP

  2. 執行以下命令，部署示例應用websocket.yaml。

    kubectl apply -f  websocket.yaml

步驟二：部署示例Ingress

為示例Ingress設置代理發送超時時間和代理讀取超時時間規則。

  1. 使用以下內容，創建名為websocket-ingress.yaml文件。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    # 根據實際情況調整讀寫超時時間，默認值為60秒。
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600"  # 設置讀超時時間為600秒。
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600"  # 設置寫超時時間為600秒。
  name: ws
  namespace: default
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: test.example.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: websocket-server
            port:
              number: 3000
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

  2. 執行以下命令，部署示例Ingress。

    kubectl apply -f  websocket-ingress.yaml

  3. 執行以下命令，查看該應用的Ingress配置。

    kubectl get ing ws

    預期輸出：

    NAME    HOSTS              ADDRESS       PORTS        AGE                                                         
ws     test.example.com   47.XX.XX.53     80          8m

步驟三：通過Nginx Ingress訪問WebSocket服務

  1. 執行以下命令，修改/etc/hosts配置文件來進行本地域名解析。

    echo "47.XX.XX.53  test.example.com" | sudo tee -a /etc/hosts

  2. 執行以下命令，訪問WebSocket服務。

    websocat ws://test.example.com/

    預期輸出：

    說明

    WebSocket Server是一個回聲服務，它會將您發送的請求原樣返回。例如當您輸入helloworld和test時，系統會相應地回顯相同的內容。

    2

步驟四： 使用WSS協議訪問WebSocket服務

WSS（WebSocket Secure）協議通過HTTPS為WebSocket通信提供安全保障，確保數據在傳輸過程中得到保護和完整性。在使用WSS協議訪問WebSocket服務之前，需要為域名test.example.com配置HTTPS證書。

  1. 執行以下命令，使用OpenSSL生成的證書。

    openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=test.example.com/O=test.example.com"

  2. 執行以下命令，創建證書密鑰。

    kubectl create secret tls tls-test-ingress --key tls.key --cert tls.crt

  3. 執行以下命令，編輯websocket-ingress.yaml文件，新增TLS證書內容后保存并退出。

    vim websocket-ingress.yaml
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    #  根據實際情況調整讀寫超時時間，默認值為60秒。
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600"  # 設置讀超時時間為600秒。
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600"  # 設置寫超時時間為600秒。
  name: ws
  namespace: default
spec:
  ingressClassName: nginx
  tls:   #  引用TLS證書。
  - hosts:
    - test.example.com   # 證書所對應的域名。
    secretName: tls-test-ingress  # 引用Sercret。 
  rules:
  - host: test.example.com
    http:
      paths:
      - backend:
          service:
            name: websocket-server
            port:
              number: 3000
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

  4. 執行以下命令，使TLS證書配置生效。

    kubectl apply -f  websocket-ingress.yaml

  5. 執行以下命令，訪問wss://test.example.com/。

    說明

    如果使用OpenSSL生成的自簽證書，需要加-k參數，否則會報錯。而如果是受信任的CA簽發的證書，則無需額外參數正常連接即可。

    websocat -k wss://test.example.com/

    預期輸出：

    4

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