微服务架构下的服务注册中心

当业务量发生变化时，需要对上游服务进行扩缩容，或者因服务器硬件故障需要更换服务器。如果网关是通过配置来维护上游服务信息，在微服务架构模式下，其带来的维护成本可想而知。再者因不能及时更新这些信息，也会对业务带来一定的影响，还有人为误操作带来的影响也不可忽视，所以网关非常必要通过服务注册中心动态获取最新的服务实例信息。架构图如下所示：

服务注册中心是微服务架构中的重要组成部分。当服务启动时，它会将自身的一些信息，如服务名、IP、端口等信息上报到注册中心。各个服务与注册中心使用一定机制（例如心跳）通信，如果注册中心与服务长时间无法通信，就会注销该实例。网关会准实时地从注册中心获取服务实例信息。常见的注册中心包括Eureka、Etcd、Consul、Nacos和Zookeeper等。

如何扩展注册中心？

APISIX 要扩展注册中心其实是件非常容易的事情，其基本步骤如下：

1. 在 apisix/discovery/ 目录中添加注册中心客户端的实现；
2. 实现用于初始化的 _M.init_worker() 函数以及用于获取服务实例节点列表的 _M.nodes(service_name) 函数；
3. 将注册中心数据转换为 APISIX 格式的数据；

集成nacos

https://www.bookstack.cn/read/apisix-2.13-zh/275fbdd662ec08a9.md

discovery:
  nacos:
    host:
      - "http://192.168.xx.xx:8848"
    prefix: "/nacos/v1"
    fetch_interval: 1
    weight: 1
    timeout:
      connect: 2000
      send: 2000
      read: 5000

集成kubernetes

https://www.bookstack.cn/read/apisix-2.13-zh/a586728927b44a68.md
https://apisix.apache.org/zh/docs/apisix/next/discovery/kubernetes/

discovery:
  kubernetes:
    service:
      schema: https
      host: 192.168.xx.xx
      port: "6443"  #这里有一个比较坑的地方，port 必须是字符串，否则会导致 APISIX 启动报错：
    client:
      token: QUtUOH...
    match:
     - default
     - ^my-[a-z]+$

获取serviceaccount账号的token的方法

apisix的k8s服务发现配置

为了让 APISIX 能查询和监听 Kubernetes 的 Endpoints 资源变动，我们需要创建一个 ServiceAccount：

kind: ServiceAccount
apiVersion: v1
metadata:
  name: apisix-test
  namespace: default

以及一个具有集群级查询和监听 Endpoints 资源权限的 ClusterRole：

kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: apisix-test
rules:
- apiGroups: [ "" ]
  resources: [ endpoints ]
  verbs: [ get,list,watch ]

再将这个 ServiceAccount 和 ClusterRole 关联起来：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: apisix-test
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: apisix-test
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: apisix-test
    namespace: default

然后我们需要获取这个 ServiceAccount 的 token 值，如果 Kubernetes 是 v1.24 之前的版本，可以通过下面的方法获取 token 值：

$ kubectl get Secrets | grep apisix-test
$ kubectl get secret apisix-test-token-89hcm -o jsonpath={.data.token} | base64 -d

Kubernetes 从 v1.24 版本开始，不能再通过 kubectl get secret 获取 token 了，需要手动建立secret来生成token：

# 集群执行这个yaml  
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: apisix-test-kubeapi
  namespace: default
  annotations:
    kubernetes.io/service-account.name: "apisix-test"
type: kubernetes.io/service-account-token
data:

# 然后执行
kubectl get secret apisix-test-kubeapi -n default -o jsonpath={".data.token"} | base64 -d 

我们在 APISIX 的配置文件 config.yaml 中添加如下内容（ 将上面生成的 token 填写到 token 字段 ）：

discovery:
  kubernetes:
    service:
      schema: https
      host: 127.0.0.1
      port: "6443"
    client:
      token: ...

clusterrole相关操作

kubectl describe  serviceaccount  <sa-name>
kubectl describe clusterrole <clusterrole-name>
kubectl describe clusterrolebinding <clusterrolebinding-name>
kubectl get rolebindings,clusterrolebindings --all-namespaces | grep apisix-test  

添加上游服务

多k8s集群时，service_name的组成，需要加个id，例如[id]/[namespace]/[name]:[portName]

说明： service_name 必须满足格式：[namespace]/[name]:[portName]

• namespace: Endpoints 所在的命名空间
• name: Endpoints 的资源名
• portName: Endpoints 定义包含的 ports.name 值，如果 Endpoints 没有定义 ports.name，请依次使用 targetPort, port 代替。
• 例如，下面的portName，可以通过kubectl describe endpoints 来获取，本例中portName就是http-test1

apisix解析kubenetes后的返回值： 以如下 Endpoints 为例：

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  name: plat-dev
  namespace: default
subsets:
  - addresses:
      - ip: "10.5.10.109"
      - ip: "10.5.10.110"
    ports:
      - port: 3306
        name: port

这里有一个比较坑的地方，port 必须是字符串，否则会导致 APISIX 启动报错 invalid discovery kubernetes configuration: object matches none of the required

问题与解决

• k8s token错误

2024/05/17 03:01:07 [error] 54#54: *114 [lua] informer_factory.lua:295: list failed, kind: Endpoints, reason: Unauthorized, message : {"kind":"Status","apiVersion":"v1","metadata":{},"status":"Failure","message":"Unauthorized","reason":"Unauthorized","code":401}

检查token值

• k8s serviceaccount账号无权限

2024/05/17 03:01:07 [error] 54#54: *114 [lua] informer_factory.lua:295: list failed, kind: Endpoints, reason: Forbidden, message : {"kind":"Status","apiVersion":"v1","metadata":{},"status":"Failure","message":"Unauthorized","reason":"Forbidden","code":403}

检查serviceaccount绑定的clusterrole是否有endpoint权限

• 上游服务未找到

2024/05/17 03:05:22 [error] 52#52: *623 [lua] init.lua:400: nodes(): get unexpected upstream service_name:　cms.default.svc.cluster.local, client: 192.168.60.136, server: _, request: "GET /k8s/products HTTP/1.1", host: "test-apisix.pkulaw.com"

2024/05/17 03:05:22 [error] 52#52: *623 [lua] init.lua:545: handle_upstream(): failed to set upstream: no valid upstream node: nil, client: 192.168.60.136, server: _, request: "GET /k8s/products HTTP/1.1", host: "test-apisix.pkulaw.com"

因为apisix中获取到的是k8s服务的endpoints地址【由service指向的pod的真实地址】，这个地址对k8s集群外是不公开的。

大功告成！

参考： https://www.aneasystone.com/archives/2023/03/apisix-service-discovery.html