Kubernetes Ingress Ingress Controller Nginx 性能调优方法

2023-10-06 23:59:43

调优 Kubernetes Ingress 之 Nginx 篇

在当今的云原生世界，Kubernetes 已经成为了众多企业构建和管理分布式系统的首选平台。作为 Kubernetes 的一个关键组件，Ingress Controller 负责处理外部流量并将其路由到正确的后端服务。而 Nginx Ingress Controller 是 Kubernetes Ingress Controller 中最受欢迎的实现之一，以其出色的性能和易用性赢得了众多用户的青睐。

然而，即使是 Nginx Ingress Controller，如果不进行适当的调优，也无法充分发挥其性能潜力。因此，本文将为你介绍一些针对 Nginx Ingress Controller 的性能调优方法。这些方法经过了验证，能够帮助你提高 Nginx Ingress Controller 的性能，从而让你的应用程序运行得更快、更稳定。

优化工作进程数

Nginx Ingress Controller 的工作进程数决定了它能够同时处理多少个请求。默认情况下，Nginx Ingress Controller 的工作进程数与 CPU 的核数相同。但是，在某些情况下，你可能需要调整工作进程数以获得最佳性能。

要调整 Nginx Ingress Controller 的工作进程数，你可以通过编辑其 Deployment YAML 文件来实现。在 Deployment YAML 文件中，找到 worker_processes 字段并将其值修改为所需的数值。例如，要将工作进程数设置为 8，你可以将 worker_processes 字段的值修改为 8。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-ingress-controller
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: nginx-ingress-controller
        image: nginx/nginx-ingress-controller:latest
        args:
        - /nginx-ingress-controller
        - --default-backend-service=$(POD_NAMESPACE)/default-http-backend
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 90Mi
          limits:
            cpu: 200m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: INGRESS_BACKEND_QPS
          value: "500"
        - name: INGRESS_BACKEND_QPS_BURST
          value: "1000"
        - name: INGRESS_BACKEND_REQUESTS
          value: "50000"
        - name: INGRESS_BACKEND_CONNECTIONS
          value: "1000"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_REV_HEADER
          value: "my-custom-header"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_FORCE_RESPONSE_BUFFERING
          value: "true"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_ENABLE_XSRF_PROTECTION
          value: "true"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_CLIENT_BODY_BUFFER_SIZE
          value: "4K"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_BODY_SIZE
          value: "4M"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_ERROR_PAGES_ENABLE
          value: "false"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_ACCESS_LOG_VIA_STDOUT
          value: "true"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_USE_UDP
          value: "false"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_UDP_MERGED_BUFFERS
          value: "true"
        - name: INGRESS_CONTROLLER_ADD_HEADER
          value: X-Forwarded-Proto: $scheme
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 10254
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10
          timeoutSeconds: 5
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 10254
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10
          timeoutSeconds: 5
        workerProcesses: 8

优化内存使用

Nginx Ingress Controller 的内存使用量也会影响其性能。如果 Nginx Ingress Controller 的内存使用量过高，可能会导致性能下降。因此，你需要对 Nginx Ingress Controller 的内存使用量进行优化。

要优化 Nginx Ingress Controller 的内存使用量，你可以通过调整其配置文件中的某些参数来实现。例如，你可以通过调整 worker_rlimit_nofile 参数来限制每个工作进程可以打开的文件数量。你还可以通过调整 client_body_buffer_size 参数来限制 Nginx Ingress Controller 可以接收的客户端请求体的最大大小。

worker_rlimit_nofile 10240;
client_body_buffer_size 10K;

启用 Gzip 压缩

Gzip 压缩可以减少 HTTP 响应的大小，从而提高数据传输速度。Nginx Ingress Controller 支持 Gzip 压缩，你可以通过调整其配置文件中的某些参数来启用 Gzip 压缩。例如，你可以通过添加 gzip on; 指令来启用 Gzip 压缩。你还可以通过添加 gzip_types text/plain text/css application/javascript application/json application/xml application/xml+rss 指令来指定哪些类型的 HTTP 响应应该被压缩。

gzip on;
gzip_types text/plain text/css application/javascript application/json application/xml application/xml+rss;

启用 Keepalive

Keepalive 可以减少 TCP 连接的建立和断开次数，从而提高性能。Nginx Ingress Controller 支持 Keepalive，你可以通过调整其配置文件中的某些参数来启用 Keepalive。例如，你可以通过添加 keepalive_timeout 65; 指令来启用 Keepalive 并设置 Keepalive 超时时间。

keepalive_timeout 65;

调整日志级别

Nginx Ingress Controller 的日志级别也会影响其性能。如果 Nginx Ingress Controller 的日志级别太高，可能会导致性能下降。因此，你需要对 Nginx Ingress Controller 的日志级别进行调整。

要调整 Nginx Ingress Controller 的日志级别，你可以通过编辑其配置文件中的 error_log 指令来实现。在 error_log 指令中，你可以指定 Nginx Ingress Controller 的日志级别。例如，要将 Nginx Ingress Controller 的日志级别设置为 info，你可以将 error_log 指令修改为 error_log /var/log/nginx/error.log info;。

error_log /var/log/nginx/error.log info;

监控和调整

在对 Nginx Ingress Controller 进行调优后，你需要对 Nginx Ingress Controller 的性能进行监控和调整。你可以使用 Prometheus、Grafana 等工具来监控 Nginx Ingress Controller 的性能指标。如果发现 Nginx Ingress Controller 的性能不佳，你可以根据实际情况对 Nginx Ingress Controller 的配置参数进行调整。