3 Tips for Deploying APISIX in Kubernetes (Part 1)

Die Ära des Cloud-Native Computing hat die weit verbreitete Einführung von Kubernetes als Container-Orchestrierungsplattform erlebt, wobei Apache APISIX als hochleistungsfähiges, cloud-natives dynamisches API-Gateway hervorgegangen ist. Die Bereitstellung von Apache APISIX in Kubernetes ist immer häufiger anzutreffen. Obwohl der Bereitstellungsprozess von Apache APISIX auf Kubernetes relativ unkompliziert ist, gibt es dennoch einige wichtige Punkte zu beachten. In dieser Artikelserie werden wir uns mit den folgenden Themen befassen:

1. Überlegungen zu Bereitstellungsmethoden
2. Gesundheitsprüfungen, Protokollierung und Überwachung
3. Umgang mit benutzerdefinierten Plugins und Konfigurationen

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf den ersten Punkt, nämlich die Überlegungen zu Bereitstellungsmethoden bei der Bereitstellung von Apache APISIX in Kubernetes.

Bereitstellungsmethoden für APISIX in Kubernetes

Um APISIX reibungslos in Kubernetes bereitzustellen und zu verwalten und gleichzeitig die Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten, müssen bei den Bereitstellungsmethoden mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

1. Trennung von Datenebene und Steuerungsebene

Bei der Bereitstellung in Kubernetes ist es entscheidend, die Datenebene von APISIX (Knoten, die den tatsächlichen Datenverkehr verarbeiten) von der Steuerungsebene (Knoten, die Konfigurationen verwalten und API-Aufrufe verarbeiten) zu trennen. Diese Trennung bietet mehrere Vorteile:

• Elastische Skalierbarkeit: Die Datenebene verarbeitet die tatsächlichen Anfragen, während die Steuerungsebene die Konfiguration und die Richtlinienverteilung verwaltet. Durch die Trennung kann das System die Daten- und Steuerungsebenen unabhängig voneinander horizontal skalieren und basierend auf den tatsächlichen Arbeitslastanforderungen dynamisch anpassen. Dies erleichtert die elastische Skalierbarkeit und verbessert die Gesamtskalierbarkeit des Systems.

• Fehlerisolierung: Die Trennung von Daten- und Steuerungsebene hilft, Fehler zu isolieren. Wenn die Steuerungsebene ausfällt, kann die Datenebene weiterhin Anfragen verarbeiten, um die Dienstverfügbarkeit sicherzustellen, und umgekehrt. Diese Trennung hilft, Single-Point-Failures zu vermeiden, die das gesamte System beeinträchtigen könnten, und verbessert so die Fehlertoleranz und Stabilität.

• Erhöhte Sicherheit: Die Trennung von Daten- und Steuerungsebene erhöht die Systemsicherheit. Die Steuerungsebene enthält in der Regel sensible Informationen wie Zugriffssteuerungsrichtlinien und Authentifizierungskonfigurationen, während die Datenebene tatsächliche Anfragen verarbeitet. Durch die getrennte Bereitstellung kann die Sicherheit der Steuerungsebene besser geschützt werden, was potenzielle Angriffsrisiken verringert.

2. etcd-Persistente Bereitstellungslösung

Apache APISIX bietet verschiedene Konfigurationsmodi, wie z.B. den Standalone-Modus und den etcd-Konfigurationszentrumsmodus. Wenn Sie sich für ein etcd-Cluster als Konfigurationszentrum für Apache APISIX entscheiden, gibt es mehrere Punkte zu beachten:

• Verwendung von StatefulSet: In Kubernetes wird StatefulSet häufig verwendet, um etcd bereitzustellen. StatefulSet bietet stabile Netzwerk-IDs und geordnete Pod-Bereitstellungen, was für ein verteiltes System entscheidend ist. Jeder etcd-Knoten kann eine eindeutige ID haben und persistente Speicherung beibehalten, um die Datensicherheit zu gewährleisten.

• Angemessene Ressourcenbeschränkungen: Legen Sie angemessene Ressourcenbeschränkungen für etcd-Pods fest, um sicherzustellen, dass sie reibungslos im Cluster laufen. Passen Sie diese basierend auf der Clustergröße und der Arbeitslast an, um Ressourcenknappheit oder -verschwendung zu vermeiden.

• Konfiguration von persistentem Speicher: Um die Persistenz und Zuverlässigkeit der Daten zu gewährleisten, wird empfohlen, etcd-Daten in persistentem Speicher zu speichern. Kubernetes' Persistent Volumes (PVs) und Persistent Volume Claims (PVCs) können hierfür verwendet werden.

• Aktivierung von TLS-Verschlüsselung: Aktivieren Sie die TLS-Verschlüsselung im etcd-Cluster, um die Datenübertragung zu schützen. Verwenden Sie Zertifikate und private Schlüssel, um das etcd-Cluster zu authentifizieren und die Kommunikation zwischen den Knoten zu verschlüsseln. Dies kann durch die Erstellung und Verwendung von selbstsignierten Zertifikaten oder Zertifikaten von vertrauenswürdigen Zertifizierungsstellen (CAs) erreicht werden.

• Aktivierung von Authentifizierung und Autorisierung: etcd unterstützt Authentifizierung basierend auf Benutzernamen und Passwörtern sowie rollenbasierte Autorisierung. Es ist ratsam, diese Funktionen in einer Produktionsumgebung zu aktivieren, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer auf etcd-Daten zugreifen und diese ändern können. Wenn die Apache APISIX-Steuerungsebene und Datenebene mit etcd verbunden werden, wird empfohlen, unterschiedliche Rollen zuzuweisen, z.B. der Steuerungsebene Lese- und Schreibrechte und der Datenebene nur Lesezugriff zu gewähren.

• Regelmäßige Backups: Führen Sie regelmäßig Backups der etcd-Daten durch, um Datenverlust oder -beschädigung zu verhindern. Verwenden Sie Backup-Tools, die von etcd bereitgestellt werden, und speichern Sie die Backups an einem sicheren Ort, um sie bei Bedarf wiederherstellen zu können. Backup-Methoden umfassen Hot- und Cold-Backup-Methoden. Für die Datensicherheit wird empfohlen, die etcd-Learner-Methode für Hot-Backups zu verwenden und sie mit Snapshot-Cold-Backup-Methoden zu kombinieren, um die Datenwiederherstellungsfähigkeiten zu maximieren.

• Überwachung und Warnungen: Stellen Sie Überwachungstools bereit, um den Gesundheitszustand des etcd-Clusters in Echtzeit zu überwachen. Prometheus ist ein häufig verwendetes Überwachungstool, das mit etcd integriert werden kann. Richten Sie Warnregeln ein, um bei Problemen rechtzeitig Maßnahmen ergreifen zu können.

• Sachgemäße Handhabung von Knotenänderungen: In einem etcd-Cluster können Knoten hinzugefügt, entfernt oder ersetzt werden. Stellen Sie sicher, dass Knotenänderungen ordnungsgemäß behandelt werden, um Dateninkonsistenzen und Dienstunterbrechungen zu vermeiden.

3. Verwendung von APISIX Ingress Controller anstelle von K8s Ingress Controller

APISIX Ingress Controller ist ein Tool, das sich auf API-Management konzentriert und hohe Leistung sowie flexible Konfigurationsoptionen bietet. Wenn Sie komplexere Routing-Regeln, Ratenbegrenzung, Circuit Breaking und andere erweiterte Funktionen benötigen, könnte APISIX Ingress Controller die bessere Wahl sein. Es bietet ein umfangreiches Plugin-System, das die Integration von Plugins über APISIX Ingress CRD mit deklarativer Konfiguration ermöglicht, um Authentifizierung, Autorisierung, Überwachung, Protokollierung und andere Funktionen zu handhaben. Dies bereichert die Fähigkeiten des APISIX Ingress Controllers und vereinfacht die Konfiguration.

Wenn Sie eine umfassende Konfigurationsschnittstelle und tiefe Integration mit Kubernetes benötigen, sollten Sie die Full API Lifecycle Management Platform API7 Enterprise basierend auf Apache APISIX in Betracht ziehen. API7 Enterprise bietet eine umfassende Lösung für erweiterte Automatisierung, Überwachung und Fehlerbehebung und bietet Unternehmen eine zuverlässigere Unterstützung.

Fazit

Bei der Bereitstellung von APISIX in Kubernetes müssen mehrere Aspekte beachtet werden. Zunächst sollte die Trennung von Datenebene und Steuerungsebene im Fokus stehen, um elastische Skalierbarkeit, Fehlerisolierung und erhöhte Sicherheit zu erreichen. Zweitens sollte ein etcd-basiertes Persistenz-Bereitstellungsschema verwendet werden, um die Persistenz und Zuverlässigkeit der Konfigurationen zu gewährleisten. Zusätzlich sollte die Verwendung eines geeigneteren APISIX Ingress Controllers anstelle des K8s Ingress Controllers in Betracht gezogen werden, um umfangreichere Funktionen und eine einfachere Konfiguration zu erhalten. Nur durch die Einhaltung dieser Best Practices kann die Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems sichergestellt werden.