1. Gateway API 概述：起源、对比与核心概念

Gateway API 是 Kubernetes 社区在 2020 年正式启动的下一代入口流量管理标准，旨在解决传统 Ingress 资源在表达能力、多团队协作和协议扩展上的根本性局限。本章从起源、与 Ingress 的对比以及三大核心概念入手，帮助你建立对 Gateway API 的完整认知。

1.1 Gateway API 的起源

Kubernetes 自 1.1 版本引入 Ingress 资源以来，社区逐渐发现其设计存在以下痛点：

• 表达能力有限：Ingress 仅支持 HTTP/HTTPS 七层路由，无法原生处理 TCP、UDP、gRPC 或 TLS 透传。
• 厂商锁定严重：Ingress 规范过于简单，大量功能依赖注解（annotations），导致不同 Ingress Controller 的配置方式差异巨大，迁移成本高。
• 缺乏角色分离：基础设施团队和应用团队共享同一个 Ingress 资源，权限边界模糊，容易产生配置冲突。
• 无标准化状态反馈：Ingress 资源没有统一的 status 字段来描述路由是否生效、证书是否有效等运行时状态。

为解决上述问题，SIG-NETWORK 在 2020 年提出了 Gateway API（当时称为 Service APIs），经过多个 alpha 和 beta 版本的迭代，于 2023 年 10 月发布了 v1.0 正式版。目前 Gateway API 已被 AWS、Google Cloud、Istio、Contour、Traefik 等主流云厂商和服务网格项目广泛采用。

1.2 Gateway API 与 Ingress 的对比

下表从多个维度对比 Ingress 与 Gateway API 的核心差异：

1.3 三大核心概念

Gateway API 围绕三个核心资源构建：GatewayClass、Gateway 和 HTTPRoute。它们共同构成了一个分层、角色分离的流量管理模型。

1.3.1 GatewayClass

GatewayClass 是集群级别的资源，定义了可用的网关实现（如 Istio、Contour、AWS ALB）。它类似于 IngressClass，但更强调实现的可发现性和参数标准化。

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: GatewayClass
metadata:
  name: istio
spec:
  controllerName: istio.io/gateway-controller
  parametersRef:
    group: example.com/v1
    kind: IstioParams
    name: istio-config

1.3.2 Gateway

Gateway 是命名空间级别的资源，代表一个具体的网关实例。它定义了监听端口、协议、TLS 配置以及关联的 GatewayClass。

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: Gateway
metadata:
  name: my-gateway
  namespace: infra
spec:
  gatewayClassName: istio
  listeners:
  - name: https
    port: 443
    protocol: HTTPS
    hostname: "*.example.com"
    tls:
      mode: Terminate
      certificateRefs:
      - name: example-cert

1.3.3 HTTPRoute

HTTPRoute 是应用团队使用的资源，定义了 HTTP 流量的路由规则，包括匹配条件、后端服务和高级流量管理策略。

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: app-route
  namespace: apps
spec:
  parentRefs:
  - name: my-gateway
    namespace: infra
  rules:
  - matches:
    - path:
        type: PathPrefix
        value: /api
    backendRefs:
    - name: api-service
      port: 8080
      weight: 90
    - name: api-service-canary
      port: 8080
      weight: 10

1.4 核心架构关系图

下图展示了 GatewayClass、Gateway 和 HTTPRoute 之间的分层关系以及角色职责：

1.5 核心概念对比总结