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配置多个使用相同 TLS 证书的网关时出现 404 错误

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问题描述

现象

通过 Istio Ingress Gateway 使用 HTTP/2 协议访问服务时，出现 404 错误。这是 Istio Community 中的已知问题。

根本原因

配置多个网关使用相同的 TLS 证书时，HTTP/2 浏览器在建立初始连接后访问次要主机会产生 404 错误。这是由于浏览器中 HTTP/2 连接复用导致的。

示例场景：

  • 域名 a.example.com 和 b.example.com 共享相同的 TLS 证书
  • 分别配置在不同的 Gateway 资源中
  • 浏览器通过同一连接先访问 a.example.com，再访问 b.example.com

故障排查

验证脚本

在部署 Istio Ingress Gateway 的集群主节点上执行此脚本：

#!/bin/bash
nslist=$(kubectl get ns -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}')
declare -A cred_map

echo "begin to check gw"
for ns in $nslist; do
  gateways=$(kubectl get gw -n $ns -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}')
  for gateway in $gateways; do
    gateway_yaml=$(kubectl get gw -n $ns $gateway -o yaml)
    secname=$(echo "$gateway_yaml" | grep 'credentialName:' | awk '{print $2}')

    if [[ -n "$secname" ]]; then
      if [[ -n "${cred_map[$secname]}" ]]; then
        echo -e "\033[31m Duplicate TLS detected in gateway: ${cred_map[$secname]} \033[0m"
        hosts=$(kubectl get gw -n $ns $gateway -o json | jq -r '.spec.servers[] | .hosts[]')
        echo -e "\033[31m Conflict gateway: $gateway in $ns \033[0m"
        echo "Affected hosts: $hosts"
      else
        cred_map["$secname"]="$gateway~$ns"
      fi
    fi
  done
done

预期输出：

Duplicate TLS detected in gateway: drawdb-gateway~drawdb
Conflict gateway: authory-gateway in nm-edu-authory
Affected hosts: rzzx-test.jiaxiurc.com

根因解决方案 1：合并 Gateway 资源

注意事项

  • 这是社区推荐的解决方案
  • 保持 HTTP/2 性能优势
  • 需要修改现有 Gateway 配置

前提条件

  1. 集群节点安装了 jq v1.7 及以上版本
  2. 具备使用 kubectl 的集群访问权限

操作步骤

  1. 使用验证脚本识别冲突的 Gateway
  2. 合并 Host 配置： 
    apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: unified-gateway
  namespace: istio-system
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
  servers:
  - hosts:
      - "a.example.com"
      - "b.example.com"
    tls:
      mode: SIMPLE
      credentialName: shared-cert
    port:
      name: https
      number: 443
      protocol: HTTPS
  3. 更新 VirtualServices 以引用合并后的 Gateway
  4. 删除冗余的 Gateway
  5. 验证配置： 
    kubectl get gw -A
istioctl analyze

根因解决方案 2：使用 421 响应码

注意事项

  • 需要客户端支持 421 状态码
  • 兼容 Chrome/Firefox/Safari 15.1 及以上版本

前提条件

  1. Istio 版本 ≥ 1.12
  2. 具备集群管理员权限

操作步骤

  1. 应用 EnvoyFilter： 
    apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: EnvoyFilter
metadata:
  name: misdirected-request
  namespace: istio-system
spec:
  configPatches:
    - applyTo: HTTP_FILTER
      match:
        context: GATEWAY
        listener:
          filterChain:
            filter:
              name: envoy.filters.network.http_connection_manager
      patch:
        operation: INSERT_BEFORE
        value:
          name: envoy.lua
          typed_config:
            "@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.filters.http.lua.v3.Lua
            inlineCode: |
              function envoy_on_request(request_handle)
                local authority = request_handle:headers():get(":authority")
                local sni = request_handle:streamInfo().requestedServerName

                if sni ~= "" and sni ~= authority:match("([^:]+)") then
                  request_handle:respond({[":status"] = "421"}, "Misdirected Request")
                end
              end
  2. 验证实现： 
    curl -I -H "Host: b.example.com" https://gateway-ip

预防措施

  1. 证书管理：
    • 使用通配符证书（*.example.com）
    • 避免跨环境复用证书
  2. 网关设计：
    • 每个域名模式实现单一网关
    • 使用基于命名空间的证书隔离
  3. 定期审计： 
    istioctl experimental precheck
kubectl get secret --all-namespaces -o json | jq '.items[].metadata.name' | sort | uniq -d

相关内容

HTTP/2 连接复用机制：

  • 单个 TLS 连接处理多个请求
  • 服务器使用 SNI 路由请求
  • SNI 头不匹配导致路由失败

Istio 文档参考： Istio Common Problems - 404 Errors