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---
slug: expose-kubernetes-pods-externally-ingress-tls
title: Exposer des Pods Kubernetes en externe avec Ingress et TLS
description: Découvrez comment exposer des pods Kubernetes en externe avec Services, Ingress et TLS grâce à BGP, NGINX et Cert-Manager dans un homelab.
date: 2025-08-19
draft: false
tags:
- kubernetes
- helm
- bgp
- opnsense
- cilium
- nginx-ingress-controller
- cert-manager
categories:
- homelab
---
## Intro
Après avoir construit mon propre cluster Kubernetes dans mon homelab avec `kubeadm` dans [cet article]({{< ref "post/8-create-manual-kubernetes-cluster-kubeadm" >}}), mon prochain défi est dexposer un pod simple à lextérieur, accessible via une URL et sécurisé avec un certificat TLS validé par Lets Encrypt.
Pour y parvenir, jai besoin de configurer plusieurs composants :
- **Service** : Expose le pod à lintérieur du cluster et fournit un point daccès.
- **Ingress** : Définit des règles de routage pour exposer des services HTTP(S) à lextérieur.
- **Ingress Controller** : Surveille les ressources Ingress et gère réellement le routage du trafic.
- **Certificats TLS** : Sécurisent le trafic en HTTPS grâce à des certificats délivrés par Lets Encrypt.
Cet article vous guide pas à pas pour comprendre comment fonctionne laccès externe dans Kubernetes dans un environnement homelab.
C'est parti.
---
## Helm
Jutilise **Helm**, le gestionnaire de paquets de facto pour Kubernetes, afin dinstaller des composants externes comme lIngress Controller ou cert-manager.
### Pourquoi Helm
Helm simplifie le déploiement et la gestion des applications Kubernetes. Au lieu décrire et de maintenir de longs manifestes YAML, Helm permet dinstaller des applications en une seule commande, en sappuyant sur des charts versionnés et configurables.
### Installer Helm
Jinstalle Helm sur mon hôte bastion LXC, qui dispose déjà dun accès au cluster Kubernetes :
```bash
curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/helm.gpg > /dev/null
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/helm.gpg] https://baltocdn.com/helm/stable/debian/ all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/helm-stable-debian.list
sudo apt update
sudo apt install helm
```
---
## Services Kubernetes
Avant de pouvoir exposer un pod à lextérieur, il faut dabord le rendre accessible à lintérieur du cluster. Cest là quinterviennent les **Services Kubernetes**.
Les Services agissent comme un pont entre les pods et le réseau, garantissant que les applications restent accessibles même si les pods sont réordonnés ou redéployés.
Il existe plusieurs types de Services Kubernetes, chacun avec un objectif différent :
- **ClusterIP** expose le Service sur une IP interne au cluster, uniquement accessible depuis lintérieur.
- **NodePort** expose le Service sur un port statique de lIP de chaque nœud, accessible depuis lextérieur du cluster.
- **LoadBalancer** expose le Service sur une IP externe, généralement via une intégration cloud (ou via BGP dans un homelab).
---
## Exposer un Service `LoadBalancer` avec BGP
Au départ, jai envisagé dutiliser **MetalLB** pour exposer les adresses IP des services sur mon réseau local. Cest ce que jutilisais auparavant quand je dépendais de la box de mon FAI comme routeur principal. Mais après avoir lu cet article, [Use Cilium BGP integration with OPNsense](https://devopstales.github.io/kubernetes/cilium-opnsense-bgp/), je réalise que je peux obtenir le même résultat (voire mieux) en utilisant **BGP** avec mon routeur **OPNsense** et **Cilium**, mon CNI.
### Quest-ce que BGP ?
BGP (_Border Gateway Protocol_) est un protocole de routage utilisé pour échanger des routes entre systèmes. Dans un homelab Kubernetes, BGP permet à tes nœuds Kubernetes dannoncer directement leurs IPs à ton routeur ou firewall. Ton routeur sait alors exactement comment atteindre les adresses IP gérées par ton cluster.
Au lieu que MetalLB gère lallocation dIP et les réponses ARP, tes nœuds disent directement à ton routeur : « Hé, cest moi qui possède ladresse 192.168.1.240 ».
### Lapproche MetalLB classique
Sans BGP, MetalLB en mode Layer 2 fonctionne comme ceci :
- Il assigne une adresse IP `LoadBalancer` (par exemple `192.168.1.240`) depuis un pool.
- Un nœud répond aux requêtes ARP pour cette IP sur ton LAN.
Oui, MetalLB peut aussi fonctionner avec BGP, mais pourquoi lutiliser si mon CNI (Cilium) le gère déjà nativement ?
### BGP avec Cilium
Avec Cilium + BGP, tu obtiens :
- Lagent Cilium du nœud annonce les IPs `LoadBalancer` via BGP.
- Ton routeur apprend ces routes et les envoie au bon nœud.
- Plus besoin de MetalLB.
### Configuration BGP
BGP est désactivé par défaut, aussi bien sur OPNsense que sur Cilium. Activons-le des deux côtés.
#### Sur OPNsense
Daprès la [documentation officielle OPNsense](https://docs.opnsense.org/manual/dynamic_routing.html#bgp-section), lactivation de BGP nécessite dinstaller un plugin.
Va dans `System` > `Firmware` > `Plugins` et installe le plugin **os-frr** :
![ ](img/opnsense-add-os-frr-plugin.png)
Installer le plugin `os-frr` dans OPNsense
Une fois installé, active le plugin dans `Routing` > `General` :
![ ](img/opnsense-enable-routing-frr-plugin.png)
Activer le routage dans OPNsense
Ensuite, rends-toi dans la section **BGP**. Dans longlet **General** :
- Coche la case pour activer BGP.
- Défini ton **ASN BGP**. Jai choisi `64512`, le premier ASN privé de la plage réservée (voir [ASN table](https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_system_\(Internet\)#ASN_Table)) :
![ ](img/opnsense-enable-bgp.png)
Ajoute ensuite tes voisins BGP. Je ne fais le peering quavec mes **nœuds workers** (puisque seuls eux hébergent des workloads). Pour chaque voisin :
- Mets lIP du nœud dans `Peer-IP`.
- Utilise `64513` comme **Remote AS** (celui de Cilium).
- Configure `Update-Source Interface` sur `Lab`.
- Coche `Next-Hop-Self`.
![ ](img/opnsense-bgp-create-neighbor.png)
Voici la liste de mes voisins une fois configurés :
![ ](img/opnsense-bgp-neighbor-list.png)
Liste des voisins BGP
Noublie pas la règle firewall pour autoriser BGP (port `179/TCP`) depuis le VLAN **Lab** vers le firewall :
![ ](img/opnsense-create-firewall-rule-bgp-peering.png)
Autoriser TCP/179 de Lab vers OPNsense
#### Dans Cilium
Jai déjà Cilium installé et je nai pas trouvé comment activer BGP avec la CLI, donc je lai simplement réinstallé avec loption BGP :
```bash
cilium uninstall
cilium install --set bgpControlPlane.enabled=true
```
Je configure uniquement les **nœuds workers** pour établir le peering BGP en les labellisant avec un `nodeSelector` :
```bash
kubectl label node apex-worker node-role.kubernetes.io/worker=""
kubectl label node vertex-worker node-role.kubernetes.io/worker=""
kubectl label node zenith-worker node-role.kubernetes.io/worker=""
```
```plaintext
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
apex-master Ready control-plane 5d4h v1.32.7
apex-worker Ready worker 5d1h v1.32.7
vertex-master Ready control-plane 5d1h v1.32.7
vertex-worker Ready worker 5d1h v1.32.7
zenith-master Ready control-plane 5d1h v1.32.7
zenith-worker Ready worker 5d1h v1.32.7
```
Pour la configuration BGP complète, jai besoin de :
- **CiliumBGPClusterConfig** : paramètres BGP pour le cluster Cilium, incluant son ASN local et son pair.
- **CiliumBGPPeerConfig** : définit les timers, le redémarrage gracieux et les routes annoncées.
- **CiliumBGPAdvertisement** : indique quels services Kubernetes annoncer via BGP.
- **CiliumLoadBalancerIPPool** : définit la plage dIPs attribuées aux services `LoadBalancer`.
```yaml
---
apiVersion: cilium.io/v2alpha1
kind: CiliumBGPClusterConfig
metadata:
name: bgp-cluster
spec:
nodeSelector:
matchLabels:
node-role.kubernetes.io/worker: "" # Only for worker nodes
bgpInstances:
- name: "cilium-bgp-cluster"
localASN: 64513 # Cilium ASN
peers:
- name: "pfSense-peer"
peerASN: 64512 # OPNsense ASN
peerAddress: 192.168.66.1 # OPNsense IP
peerConfigRef:
name: "bgp-peer"
---
apiVersion: cilium.io/v2alpha1
kind: CiliumBGPPeerConfig
metadata:
name: bgp-peer
spec:
timers:
holdTimeSeconds: 9
keepAliveTimeSeconds: 3
gracefulRestart:
enabled: true
restartTimeSeconds: 15
families:
- afi: ipv4
safi: unicast
advertisements:
matchLabels:
advertise: "bgp"
---
apiVersion: cilium.io/v2alpha1
kind: CiliumBGPAdvertisement
metadata:
name: bgp-advertisement
labels:
advertise: bgp
spec:
advertisements:
- advertisementType: "Service"
service:
addresses:
- LoadBalancerIP
selector:
matchExpressions:
- { key: somekey, operator: NotIn, values: [ never-used-value ] }
---
apiVersion: "cilium.io/v2alpha1"
kind: CiliumLoadBalancerIPPool
metadata:
name: "dmz"
spec:
blocks:
- start: "192.168.55.20" # LB Range Start IP
stop: "192.168.55.250" # LB Range End IP
```
Applique la configuration :
```bash
kubectl apply -f bgp.yaml
ciliumbgpclusterconfig.cilium.io/bgp-cluster created
ciliumbgppeerconfig.cilium.io/bgp-peer created
ciliumbgpadvertisement.cilium.io/bgp-advertisement created
ciliumloadbalancerippool.cilium.io/dmz created
```
Si tout fonctionne, tu devrais voir les sessions BGP **établies** avec tes workers :
```bash
cilium bgp peers
Node Local AS Peer AS Peer Address Session State Uptime Family Received Advertised
apex-worker 64513 64512 192.168.66.1 established 6m30s ipv4/unicast 1 2
vertex-worker 64513 64512 192.168.66.1 established 7m9s ipv4/unicast 1 2
zenith-worker 64513 64512 192.168.66.1 established 6m13s ipv4/unicast 1 2
```
### Déployer un Service `LoadBalancer` avec BGP
Validons rapidement que la configuration fonctionne en déployant un `Deployment` de test et un `Service` de type `LoadBalancer` :
```yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: test-lb
spec:
type: LoadBalancer
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
name: http
selector:
svc: test-lb
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
spec:
selector:
matchLabels:
svc: test-lb
template:
metadata:
labels:
svc: test-lb
spec:
containers:
- name: web
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 80
```
Vérifions si le service obtient une IP externe :
```bash
kubectl get services test-lb
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
test-lb LoadBalancer 10.100.167.198 192.168.55.20 80:31350/TCP 169m
```
Le service a récupéré la première IP du pool défini : `192.168.55.20`.
Depuis nimporte quel appareil du LAN, on peut tester laccès sur le port 80 :
![Test LoadBalancer service with BGP](img/k8s-test-loadbalancer-service-with-bgp.png)
✅ Notre pod est joignable via une IP `LoadBalancer` routée en BGP. Première étape réussie !
---
## Kubernetes Ingress
Nous avons réussi à exposer un pod en externe en utilisant un service `LoadBalancer` et une adresse IP attribuée via BGP. Cette approche fonctionne très bien pour les tests, mais elle ne fonctionne pas à léchelle.
Imagine avoir 10, 20 ou 50 services différents. Est-ce que je voudrais vraiment allouer 50 adresses IP et encombrer mon firewall ainsi que mes tables de routage avec 50 entrées BGP ? Certainement pas.
Cest là quintervient **Ingress**.
### Quest-ce quun Kubernetes Ingress ?
Un Kubernetes **Ingress** est un objet API qui gère **laccès externe aux services** dun cluster, généralement en HTTP et HTTPS, le tout via un point dentrée unique.
Au lieu dattribuer une IP par service, on définit des règles de routage basées sur :
- **Des noms dhôtes** (`app1.vezpi.me`, `blog.vezpi.me`, etc.)
- **Des chemins** (`/grafana`, `/metrics`, etc.)
Avec Ingress, je peux exposer plusieurs services via la même IP et le même port (souvent 443 pour HTTPS), et Kubernetes saura comment router la requête vers le bon service backend.
Voici un exemple simple d`Ingress`, qui route le trafic de `test.vezpi.me` vers le service `test-lb` sur le port 80 :
```yaml
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
spec:
rules:
- host: test.vezpi.me
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: test-lb
port:
number: 80
```
### Ingress Controller
Un Ingress, en soi, nest quun ensemble de règles de routage. Il ne traite pas réellement le trafic. Pour le rendre fonctionnel, il faut un **Ingress Controller**, qui va :
- Surveiller lAPI Kubernetes pour détecter les ressources `Ingress`.
- Ouvrir les ports HTTP(S) via un service `LoadBalancer` ou `NodePort`.
- Router le trafic vers le bon `Service` selon les règles de lIngress.
Parmi les contrôleurs populaires, on retrouve NGINX, Traefik, HAProxy, et dautres encore. Comme je cherchais quelque chose de simple, stable et largement adopté, jai choisi le **NGINX Ingress Controller**.
### Installer NGINX Ingress Controller
Jutilise Helm pour installer le contrôleur, et je définis `controller.ingressClassResource.default=true` pour que tous mes futurs ingress lutilisent par défaut :
```bash
helm install ingress-nginx \
--repo=https://kubernetes.github.io/ingress-nginx \
--namespace=ingress-nginx \
--create-namespace ingress-nginx \
--set controller.ingressClassResource.default=true \
--set controller.config.strict-validate-path-type=false
```
Le contrôleur est déployé et expose un service `LoadBalancer`. Dans mon cas, il récupère la deuxième adresse IP disponible dans la plage BGP :
```bash
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
ingress-nginx-controller LoadBalancer 10.106.236.13 192.168.55.21 80:31195/TCP,443:30974/TCP 75s app.kubernetes.io/component=controller,app.kubernetes.io/instance=ingress-nginx,app.kubernetes.io/name=ingress-nginx
```
### Réserver une IP statique pour le contrôleur
Je veux massurer que lIngress Controller reçoive toujours la même adresse IP. Pour cela, jai créé deux pools dIP Cilium distincts :
- Un réservé pour lIngress Controller avec une seule IP.
- Un pour tout le reste.
```yaml
---
# Pool for Ingress Controller
apiVersion: cilium.io/v2alpha1
kind: CiliumLoadBalancerIPPool
metadata:
name: ingress-nginx
spec:
blocks:
- cidr: 192.168.55.55/32
serviceSelector:
matchLabels:
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/component: controller
---
# Default pool for other services
apiVersion: cilium.io/v2alpha1
kind: CiliumLoadBalancerIPPool
metadata:
name: default
spec:
blocks:
- start: 192.168.55.100
stop: 192.168.55.250
serviceSelector:
matchExpressions:
- key: app.kubernetes.io/name
operator: NotIn
values:
- ingress-nginx
```
Après avoir remplacé le pool partagé par ces deux pools, lIngress Controller reçoit bien lIP dédiée `192.168.55.55`, et le service `test-lb` obtient `192.168.55.100` comme prévu :
```bash
NAMESPACE NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
default test-lb LoadBalancer 10.100.167.198 192.168.55.100 80:31350/TCP 6h34m
ingress-nginx ingress-nginx-controller LoadBalancer 10.106.236.13 192.168.55.55 80:31195/TCP,443:30974/TCP 24m
```
### Associer un Service à un Ingress
Maintenant, connectons un service à ce contrôleur.
Je commence par mettre à jour le service `LoadBalancer` dorigine pour le convertir en `ClusterIP` (puisque cest désormais lIngress Controller qui lexposera en externe) :
```yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: test-lb
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
name: http
selector:
svc: test-lb
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
spec:
rules:
- host: test.vezpi.me
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: test-lb
port:
number: 80
```
Ensuite, japplique le manifeste `Ingress` pour exposer le service en HTTP.
Comme jutilise le plugin **Caddy** dans OPNsense, jai encore besoin dun routage local de type Layer 4 pour rediriger le trafic de `test.vezpi.me` vers ladresse IP de lIngress Controller (`192.168.55.55`). Je crée donc une nouvelle règle dans le plugin Caddy.
![Create Layer4 router in Caddy plugin for OPNsense](img/opnsense-caddy-create-layer4-route-http.png)
Puis je teste laccès dans le navigateur :
![ ](img/ingress-controller-nginx-test-simple-webserver.png)
Test dun Ingress en HTTP
✅ Mon pod est désormais accessible via son URL HTTP en utilisant un Ingress. Deuxième étape complétée !
---
## Connexion sécurisée avec TLS
Exposer des services en HTTP simple est suffisant pour des tests, mais en pratique nous voulons presque toujours utiliser **HTTPS**. Les certificats TLS chiffrent le trafic et garantissent lauthenticité ainsi que la confiance pour les utilisateurs.
### Cert-Manager
Pour automatiser la gestion des certificats dans Kubernetes, nous utilisons **Cert-Manager**. Il peut demander, renouveler et gérer les certificats TLS sans intervention manuelle.
#### Installer Cert-Manager
Nous le déployons avec Helm dans le cluster :
```bash
helm repo add jetstack https://charts.jetstack.io
helm repo update
helm install cert-manager jetstack/cert-manager \
--namespace cert-manager \
--create-namespace \
--set crds.enabled=true
```
#### Configurer Cert-Manager
Ensuite, nous configurons un **ClusterIssuer** pour Lets Encrypt. Cette ressource indique à Cert-Manager comment demander des certificats :
```yaml
---
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: ClusterIssuer
metadata:
name: letsencrypt-staging
spec:
acme:
server: https://acme-staging-v02.api.letsencrypt.org/directory
email: <email>
privateKeySecretRef:
name: letsencrypt-staging-key
solvers:
- http01:
ingress:
ingressClassName: nginx
```
Ici, je définis le serveur **staging** de Lets Encrypt ACME pour les tests. Les certificats de staging ne sont pas reconnus par les navigateurs, mais ils évitent datteindre les limites strictes de Lets Encrypt lors du développement.
Appliquez-le :
```bash
kubectl apply -f clusterissuer.yaml
```
Vérifiez si votre `ClusterIssuer` est `Ready` :
```bash
kubectl get clusterissuers.cert-manager.io
NAME READY AGE
letsencrypt-staging True 14m
```
Sil ne devient pas `Ready`, utilisez `kubectl describe` sur la ressource pour le diagnostiquer.
### Ajouter TLS dans un Ingress
Nous pouvons maintenant sécuriser notre service avec TLS en ajoutant une section `tls` dans la spécification `Ingress` et en référençant le `ClusterIssuer` :
```yaml
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress-https
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
cert-manager.io/cluster-issuer: letsencrypt-staging
spec:
tls:
- hosts:
- test.vezpi.me
secretName: test-vezpi-me-tls
rules:
- host: test.vezpi.me
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: test-lb
port:
number: 80
```
En arrière-plan, Cert-Manager suit ce flux pour émettre le certificat :
- Détecte l`Ingress` avec `tls` et le `ClusterIssuer`.
- Crée un CRD **Certificate** décrivant le certificat souhaité + lemplacement du Secret.
- Crée un CRD **Order** pour représenter une tentative démission avec Lets Encrypt.
- Crée un CRD **Challenge** (par ex. validation HTTP-01).
- Met en place un Ingress/Pod temporaire pour résoudre le challenge.
- Crée un CRD **CertificateRequest** et envoie le CSR à Lets Encrypt.
- Reçoit le certificat signé et le stocke dans un Secret Kubernetes.
- LIngress utilise automatiquement ce Secret pour servir en HTTPS.
✅ Une fois ce processus terminé, votre Ingress est sécurisé avec un certificat TLS.
![Certificat TLS validé avec le serveur de staging de Lets Encrypt](img/k8s-test-deploy-service-tls-certificate-staging-lets-encrypt.png)
### Passer aux certificats de production
Une fois que le staging fonctionne, nous pouvons passer au serveur **production** ACME pour obtenir un certificat Lets Encrypt reconnu :
```yaml
---
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: ClusterIssuer
metadata:
name: letsencrypt
spec:
acme:
server: https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory
email: <email>
privateKeySecretRef:
name: letsencrypt-key
solvers:
- http01:
ingress:
ingressClassName: nginx
```
Mettez à jour l`Ingress` pour pointer vers le nouveau `ClusterIssuer` :
```yaml
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress-https
annotations:
cert-manager.io/cluster-issuer: letsencrypt
spec:
tls:
- hosts:
- test.vezpi.me
secretName: test-vezpi-me-tls
rules:
- host: test.vezpi.me
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: test-lb
port:
number: 80
```
Comme le certificat de staging est encore stocké dans le Secret, je le supprime pour forcer une nouvelle demande en production :
```bash
kubectl delete secret test-vezpi-me-tls
```
🎉 Mon `Ingress` est désormais sécurisé avec un certificat TLS valide délivré par Lets Encrypt. Les requêtes vers `https://test.vezpi.me` sont chiffrées de bout en bout et routées par le NGINX Ingress Controller jusquà mon pod `nginx` :
![Ingress HTTPS avec certificat validé par Lets Encrypt](img/k8s-deploy-test-service-tls-certificate-lets-encrypt.png)
---
## Conclusion
Dans ce parcours, je suis parti des bases, en exposant un simple pod avec un service `LoadBalancer`, puis jai construit étape par étape une configuration prête pour la production :
- Compréhension des **Services Kubernetes** et de leurs différents types.
- Utilisation du **BGP avec Cilium** et OPNsense pour attribuer des IP externes directement depuis mon réseau.
- Introduction des **Ingress** pour mieux passer à léchelle, en exposant plusieurs services via un point dentrée unique.
- Installation du **NGINX Ingress Controller** pour gérer le routage.
- Automatisation de la gestion des certificats avec **Cert-Manager**, afin de sécuriser mes services avec des certificats TLS Lets Encrypt.
🚀 Résultat : mon pod est maintenant accessible via une véritable URL, sécurisé en HTTPS, comme nimporte quelle application web moderne.
Cest une étape importante dans mon aventure Kubernetes en homelab. Dans le prochain article, je souhaite explorer le stockage persistant et connecter mon cluster Kubernetes à mon setup **Ceph** sous **Proxmox**.
A la prochaine !