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Nantian Gateway

理解 Gateway API

Kubernetes Gateway API 是一个用于在 Kubernetes 集群中配置 HTTP 和 TCP 路由的规范。它提供了一种面向角色、可扩展的模型，将基础设施管理与应用路由配置分离。

本页解释 Gateway API 的资源模型以及 Nantian Gateway 如何实现它。

为什么需要 Gateway API？

Section titled “为什么需要 Gateway API？”

在 Gateway API 出现之前，Kubernetes 提供了 Ingress 资源来暴露 HTTP 服务。Ingress 虽然完成了其使命，但存在显著局限：

  • 表达能力有限 — Ingress 只能基于主机名和路径进行路由，不支持基于请求头的路由、流量分割或请求重写
  • 无角色分离 — 基础设施运维人员和应用开发者共享同一资源，导致配置冲突
  • 实现特定的注解 — 每个 Ingress 控制器需要不同的注解来实现相同的行为，造成供应商锁定

Gateway API 通过多资源模型解决了这些限制，将关注点分离，并提供更丰富的路由能力作为社区标准。

资源模型

Section titled “资源模型”

Gateway API 定义了三种主要资源类型，每种具有不同的角色：

GatewayClass（网关类）

Section titled “GatewayClass（网关类）”

GatewayClass 定义了一类网关实现 — 例如 nantian-gateway 或 envoy-gateway。它通常由基础设施运维人员配置，被 Gateway 资源引用以确定由哪个控制器管理。

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: GatewayClass
metadata:
  name: nantian
spec:
  controllerName: gateway.nantian.io/gateway-controller

Gateway（网关）

Section titled “Gateway（网关）”

Gateway 资源代表一个网络接入点 — 在特定地址和端口上接受连接的监听器。Gateway 由基础设施运维人员管理，定义流量入口的形态，而非路由规则。

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: Gateway
metadata:
  name: external-gateway
spec:
  gatewayClassName: nantian
  listeners:
    - name: https
      port: 443
      protocol: HTTPS
      tls:
        mode: Terminate
        certificateRefs:
          - name: tls-cert

Route（路由）

Section titled “Route（路由）”

Route 资源定义如何匹配流量并将其转发到后端服务。不同的路由类型处理不同的协议：

路由类型协议使用场景
HTTPRouteHTTP/HTTPSWeb 应用、REST API、gRPC-web
GRPCRoutegRPC需要方法级路由的 gRPC 服务
TCPRouteTCP非 HTTP 协议、数据库连接
TLSRouteTLS 透传自行处理 TLS 的服务
UDPRouteUDPDNS、流媒体、游戏

基于路径前缀路由的 HTTPRoute 示例：

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: app-routes
spec:
  parentRefs:
    - name: external-gateway
  rules:
    - matches:
        - path:
            type: PathPrefix
            value: /api
      backendRefs:
        - name: api-service
          port: 8080
    - matches:
        - path:
            type: PathPrefix
            value: /web
      backendRefs:
        - name: web-service
          port: 3000

面向角色的设计

Section titled “面向角色的设计”

Gateway API 的资源模型按组织角色刻意分离：

  • 基础设施提供商 定义 GatewayClass 资源（如何实现）
  • 集群运维人员 创建 Gateway 资源（在哪里部署）
  • 应用开发者 定义 Route 资源（什么规则）

这种分离意味着应用团队可以为其服务定义路由规则，而无需了解网关的部署方式或使用的实现。基础设施团队可以更换底层网关实现，而无需应用团队更新其路由配置。

Nantian Gateway 实现

Section titled “Nantian Gateway 实现”

Nantian Gateway 以 Gateway API v1.5.1 规范为目标，声明支持 55 项特性。包括：

  • 核心特性：HTTPRoute、Gateway、GatewayClass、ReferenceGrant
  • 扩展特性：HTTP 请求头匹配、查询参数匹配、请求镜像、流量分割、URL 重写、CORS 等
  • Mesh 特性：用于服务网格配置的 Gateway API Mesh 资源

完整支持特性列表请参阅 API 参考。

下一步

Section titled “下一步”