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《K8s Service负载均衡策略之主备模式：基于Ingress的深度解析》
K8s与负载均衡概述
在Kubernetes（k8s）生态系统中，负载均衡是确保应用程序高可用性和性能优化的关键机制，Service是k8s中用于实现服务发现和负载均衡的抽象概念，而Ingress则进一步扩展了负载均衡的功能，特别是在处理HTTP和HTTPS流量方面。
（一）Service负载均衡基础
Service通过标签选择器将一组Pod关联起来，使得流量能够被均匀地分发到这些Pod上，常见的负载均衡算法包括轮询（Round - Robin）、随机（Random）等，在某些场景下，我们需要更特殊的负载均衡策略，如主备模式。
（二）Ingress的角色
Ingress作为k8s中的一种资源对象，它充当了HTTP/HTTPS流量的入口点，它可以将外部的请求根据定义的规则路由到后端的Service上，Ingress能够整合多种负载均衡器，如Nginx、Traefik等，提供更灵活的流量管理能力。
主备负载均衡策略需求场景
（一）高可用性保障
在关键业务应用中，我们可能有一个主服务实例（Pod）处理大部分流量，同时有一个备份实例处于待命状态，在一个电商平台的订单处理服务中，主服务正常处理订单，当主服务出现故障时，备份服务能够立即接管，确保订单处理流程不中断。
（二）版本升级与灰度发布
在进行应用版本升级时，可以将新的版本部署为备份，先让主版本继续处理流量，在对备份版本进行充分测试和验证后，再平滑地切换流量到新版本，实现灰度发布，降低版本升级对业务的风险。
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基于Ingress实现主备负载均衡策略
（一）Ingress规则定义
1、基于路径的主备配置
- 可以通过Ingress规则定义不同的路径来区分主备服务，定义主服务处理根路径“/”的请求，备份服务处理特定的备用路径，如“/backup”，在正常情况下，外部请求通过Ingress到达主服务，当主服务不可用时，可以通过修改Ingress规则或者利用Ingress控制器的健康检查机制，将请求重定向到备份服务的路径。
2、基于权重的主备配置（模拟）
- 一些Ingress控制器支持基于权重的路由，虽然这不是严格意义上的主备，但可以通过设置主服务的权重为100%，备份服务的权重为0%来模拟主备模式，当需要切换到备份服务时，将主服务的权重调整为0%，备份服务的权重调整为100%。
（二）健康检查与故障转移
1、Ingress控制器的健康检查
- 大多数Ingress控制器（如Nginx - Ingress）支持对后端服务的健康检查，可以通过配置HTTP健康检查的端点、超时时间、重试次数等参数，当主服务在连续的健康检查中失败时，Ingress控制器可以自动将流量切换到备份服务。
2、自定义健康检查逻辑
- 对于一些复杂的应用场景，可能需要自定义健康检查逻辑，除了检查服务的HTTP响应状态码外，还需要检查服务内部的关键业务逻辑是否正常，可以通过在Pod内部运行健康检查脚本，并将结果反馈给Ingress控制器或者通过K8s的自定义指标来实现。
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实践中的注意事项
（一）数据一致性
在主备切换过程中，要确保主备服务之间的数据一致性，如果主服务在处理订单时已经对数据库进行了部分写入操作，备份服务接管时需要能够正确处理这些未完成的事务，可能需要采用共享存储、数据复制等技术来保证数据的完整性。
（二）配置管理
Ingress的配置管理至关重要，在进行主备切换或者调整负载均衡策略时，要确保配置的准确性和及时性，可以采用配置管理工具（如GitOps工具）来管理Ingress的配置文件，确保配置的版本控制和自动化部署。
（三）监控与日志
建立完善的监控和日志系统，监控主备服务的性能指标（如CPU、内存使用率、响应时间等），以及Ingress的流量分发情况，日志可以帮助排查在主备切换过程中出现的问题，为什么主服务出现故障、切换是否成功等。
在K8s中通过Ingress实现主备负载均衡策略是一个复杂但非常有价值的任务，它能够提高应用的可靠性和灵活性，满足企业在不同业务场景下的需求。
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