Definición
Un controlador de Ingress es un componente en Kubernetes que gestiona el acceso externo a los servicios dentro de un clúster, manejando principalmente el tráfico HTTP y HTTPS. Actúa como un equilibrador de carga especializado, enrutando las solicitudes externas a los servicios apropiados según reglas predefinidas.
En Kubernetes, se requiere un controlador de Ingress para habilitar el recurso Ingress, que define cómo el tráfico externo llega a los servicios internos. A diferencia de otros controladores de Kubernetes, los controladores de Ingress no se ejecutan de forma predeterminada y deben instalarse y configurarse por separado. Kubernetes admite oficialmente los controladores de Ingress de AWS, GCE y NGINX, mientras que varios controladores de terceros están disponibles para diferentes casos de uso.
Características de un controlador de Ingress
Un controlador de Ingress es un componente de Kubernetes que gestiona el acceso externo a los servicios dentro de un clúster. Proporciona enrutamiento de tráfico, seguridad y equilibrio de carga para garantizar un manejo eficiente de las solicitudes.
Gestión del tráfico
El controlador de Ingress actúa como un director de tráfico, determinando cómo las solicitudes entrantes de Internet llegan a los servicios internos de Kubernetes. Sigue las reglas de Ingress: configuraciones que especifican qué URL o dominios deben enrutarse a qué servicios. Esto permite a las organizaciones gestionar múltiples servicios bajo un único dominio de manera eficiente.
Equilibrio de carga
El controlador distribuye el tráfico entrante entre múltiples pods de backend para evitar que un pod se sobrecargue. Esto mejora la fiabilidad, la estabilidad y el rendimiento de la aplicación mediante el uso eficiente de los recursos. El equilibrio de carga se puede configurar basándose en round-robin, la menor cantidad de conexiones o estrategias personalizadas.
Terminación SSL/TLS
Un controlador de Ingress puede gestionar el cifrado SSL/TLS, asegurando que las conexiones HTTPS seguras se gestionen en la puerta de enlace en lugar de en los servicios individuales. Esto descarga la carga del cifrado y descifrado de los pods de la aplicación, reduciendo la sobrecarga y mejorando la eficiencia. También simplifica la gestión de certificados SSL, ya que los certificados se pueden almacenar y renovar de forma centralizada.
Autenticación y autorización
Algunos controladores de Ingress avanzados admiten mecanismos de autenticación y autorización, tales como:
- OAuth para la seguridad de inicio de sesión.
- JWT (JSON Web Tokens) para la verificación de identidad.
- Autenticación básica para configuraciones de seguridad sencillas.
Estos mecanismos ayudan a restringir el acceso a los servicios, garantizando que solo los usuarios autorizados puedan interactuar con ciertos puntos finales.
Escalado automático
Dado que Kubernetes es dinámico, los pods se escalan verticalmente o hacia abajo según la demanda. El controlador de Ingress ajusta automáticamente las reglas de enrutamiento, asegurando que los nuevos pods reciban tráfico y los pods terminados ya no lo hagan. Esta automatización garantiza que las aplicaciones permanezcan disponibles y receptivas incluso durante los picos de tráfico o los cambios en la infraestructura.
Cómo funciona un controlador de Ingress
Un controlador de Ingress actúa como un puente entre el mundo externo y los servicios de Kubernetes. Supervisa los recursos de Ingress y los traduce en configuraciones para el equilibrador de carga o proxy subyacente.
Implementación de un controlador de Ingress
Primero, se debe instalar un controlador de Ingress en el clúster de Kubernetes. Las opciones populares incluyen NGINX Ingress Controller, Traefik, HAProxy y AWS Application Load Balancer (ALB) Ingress Controller. Este controlador actúa como una puerta de enlace de tráfico, manejando las solicitudes entrantes y dirigiéndolas a los servicios de backend apropiados.
Creación de un recurso de Ingress
Un recurso de Ingress es un objeto de la API de Kubernetes que define las reglas para el enrutamiento del tráfico. Los desarrolladores especifican qué dominios o rutas deben dirigirse a qué servicios.
Configuración del equilibrio de carga
El controlador de Ingress asigna tráfico a diferentes pods de backend basándose en las políticas de equilibrio de carga configuradas. Puede distribuir las solicitudes de manera uniforme, priorizar ciertos servicios o dirigir el tráfico basándose en la persistencia de la sesión. Esto asegura que las aplicaciones se ejecuten sin problemas incluso bajo cargas de tráfico pesadas.
Supervisión de cambios
Dado que Kubernetes es dinámico, los servicios se escalan verticalmente y hacia abajo con frecuencia. El controlador de Ingress supervisa estos cambios en tiempo real y actualiza las reglas de enrutamiento en consecuencia. Esto asegura que los nuevos servicios reciban tráfico automáticamente y los servicios obsoletos ya no reciban solicitudes.
Protección del tráfico
La seguridad es una función importante del controlador de Ingress. Ayuda a proteger las aplicaciones de Kubernetes mediante:
- Aplicación del cifrado HTTPS (terminación SSL/TLS).
- Restricción del acceso mediante mecanismos de autenticación y autorización.
- Mitigación de ataques DDoS a través de la limitación de velocidad y la inclusión en listas blancas de IP.
Algunos controladores también se integran con firewalls de aplicaciones web (WAF) para proporcionar capas de seguridad adicionales.
Tipos de controladores de Ingress
Existen diferentes implementaciones para adaptarse a diversos entornos y necesidades. La siguiente tabla destaca algunos de los tipos más comunes:
| Controlador de Ingress | Descripción | Caso de uso |
| NGINX Ingress Controller | Un controlador rico en funciones y ampliamente utilizado basado en NGINX. | De propósito general, altamente personalizable. |
| AWS ALB Ingress Controller | Utiliza AWS Application Load Balancer para enrutar el tráfico. | Más adecuado para entornos de AWS. |
| GCE Ingress Controller | Se integra con Google Cloud Load Balancing. | Ideal para usuarios de Google Cloud. |
| Traefik Ingress Controller | Ligero, configuración dinámica y compatible con protocolos modernos. | Aplicaciones nativas de la nube. |
| Kong Ingress Controller | Funcionalidad de puerta de enlace API con características de seguridad. | Gestión y seguridad de API. |
Beneficios de usar un controlador de Ingress
Un controlador de Ingress ofrece una forma estructurada de gestionar cómo el tráfico externo llega a los servicios dentro de un clúster de Kubernetes.
Simplifica la gestión del tráfico
En lugar de exponer cada servicio individualmente utilizando LoadBalancers o NodePorts, un controlador de Ingress proporciona una forma centralizada de gestionar el acceso externo. Permite que múltiples servicios se enruten bajo el mismo dominio, reduciendo las configuraciones manuales y la sobrecarga de mantenimiento. Los desarrolladores pueden definir reglas que especifiquen qué solicitudes van a qué servicios, haciendo que la gestión del tráfico sea más organizada y escalable.
Mejora la seguridad
Los controladores de Ingress ayudan a aplicar el cifrado TLS/SSL, asegurando que toda la comunicación entre clientes y servicios permanezca segura y privada. Admiten mecanismos de autenticación y autorización, como OAuth, JWT y claves API, previniendo el acceso no autorizado. Algunos controladores se integran con firewalls de aplicaciones web (WAF), protegiendo las aplicaciones de amenazas comunes como la inyección SQL, el cross-site scripting (XSS) y los ataques DDoS.
Optimiza el rendimiento
El equilibrio de carga incorporado asegura que las solicitudes se distribuyan uniformemente entre los pods de backend, evitando que cualquier instancia se sobrecargue. Algunos controladores admiten el almacenamiento en caché y la compresión de solicitudes, reduciendo la latencia y mejorando los tiempos de respuesta. Un controlador de Ingress puede mejorar significativamente la fiabilidad y la disponibilidad de la aplicación gestionando el tráfico de manera más eficiente.
Reduce la complejidad
Sin un controlador de Ingress, cada servicio que necesita acceso externo requiere un Load Balancer individual, aumentando los costes y la carga administrativa. Un controlador de Ingress elimina la necesidad de múltiples direcciones IP públicas, haciendo que la gestión del clúster sea más rentable y más manejable. También proporciona un único punto de entrada, haciendo que el enrutamiento de la red sea más sencillo y estructurado.
Permite la multi-tenencia
Un único controlador de Ingress puede gestionar múltiples aplicaciones dentro del mismo clúster de Kubernetes, asegurando un manejo eficiente del tráfico para entornos multi-tenant. Permite que diferentes equipos o unidades de negocio operen de forma independiente mientras comparten la misma infraestructura. Mediante el uso de reglas de enrutamiento separadas y la segmentación basada en dominios, los equipos pueden asegurar un aislamiento adecuado entre los servicios.
Prácticas recomendadas para la implementación de controladores de Ingress
Las organizaciones deben seguir estas prácticas recomendadas para asegurar la implementación y gestión eficaces de un controlador de Ingress.
Utilice el controlador adecuado
Diferentes entornos de Kubernetes pueden requerir diferentes controladores de Ingress. Las opciones populares incluyen:
- NGINX Ingress Controller: una opción ampliamente utilizada, flexible y de alto rendimiento.
- Traefik: un controlador dinámico y ligero con soporte integrado para certificados SSL de Let’s Encrypt.
- HAProxy Ingress: proporciona equilibrio de carga de alto rendimiento y características de seguridad avanzadas.
- AWS ALB Ingress Controller: diseñado explícitamente para clústeres de Kubernetes basados en AWS.
Elegir el controlador adecuado basándose en el rendimiento, la seguridad y los requisitos de las características asegura una implementación óptima.
Implemente el cifrado TLS
Aplique HTTPS de forma predeterminada para proteger la transmisión de datos y asegurar el cumplimiento de la seguridad. Utilice certificados TLS para autenticar las conexiones de servicio. Herramientas como Let’s Encrypt y Cert-Manager pueden automatizar la gestión de certificados. La terminación de SSL/TLS en el nivel de Ingress reduce la carga en los pods de la aplicación y mejora el rendimiento.
Supervise y registre el tráfico
Las herramientas de supervisión como Prometheus, Grafana o Datadog pueden rastrear los patrones de tráfico y detectar posibles problemas. También pueden habilitar el registro detallado para solucionar errores y analizar las amenazas de seguridad. Finalmente, pueden supervisar de forma proactiva las métricas del sistema, como la latencia, las tasas de error y los tiempos de respuesta, para identificar los cuellos de botella del rendimiento.
Automatice la configuración
Utilice herramientas nativas de Kubernetes como Helm o Kustomize para gestionar las implementaciones de forma eficiente. Implemente prácticas de Infraestructura como Código (IaC) utilizando herramientas como Terraform para definir y automatizar las configuraciones de Ingress. Utilice canalizaciones CI/CD para implementar los cambios automáticamente y evitar errores de configuración manual.
Optimice las reglas de enrutamiento
Las configuraciones de enrutamiento deben ser simples y fáciles de mantener para reducir las configuraciones erróneas. Se debe utilizar el enrutamiento basado en rutas y basado en hosts para dirigir el tráfico a los servicios correctos de forma eficiente. Se deben evitar las reglas de reescritura y las redirecciones excesivas, ya que pueden aumentar la sobrecarga de procesamiento.
Uso de múltiples controladores de Ingress
Se pueden implementar múltiples controladores de Ingress dentro de un clúster de Kubernetes utilizando clases de Ingress. El campo ingressClassName permite que cada recurso de Ingress se asocie con un controlador específico. Si no se especifica ninguna clase, Kubernetes aplica la clase de Ingress predeterminada.
Conclusión
Los controladores de Ingress desempeñan un papel crucial en la red de Kubernetes al gestionar de forma eficiente el tráfico externo. Las organizaciones pueden asegurar una gestión del tráfico segura, escalable y eficiente para sus aplicaciones de Kubernetes seleccionando el controlador apropiado, configurando las reglas correctamente y siguiendo las prácticas recomendadas.
