kubernetes 的 Services 标签(空格分隔): kubernetes系列
一: kubernetes 的 Services 1.1 Service 的概念
- 一: kubernetes 的 Services
Kubernetes Service定义了这样一种抽象:一个Pod的逻辑分组,一种可以访问它们的策略 —— 通常称为微
服务。 这一组Pod能够被Service访问到,通常是通过Label Selector
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Service能够提供负载均衡的能力,但是在使用上有以下限制:
只提供 4 层负载均衡能力,而没有 7 层功能,但有时我们可能需要更多的匹配规则来转发请求,这点上 4 层
负载均衡是不支持的
1.2 Service 的类型
Service 在 K8s 中有以下四种类型1.ClusterIp:默认类型,自动分配一个仅 Cluster 内部可以访问的虚拟 IP2.NodePort:在 ClusterIP 基础上为 Service 在每台机器上绑定一个端口,这样就可以通过 : NodePort 来访
问该服务3.LoadBalancer:在 NodePort 的基础上,借助 cloud provider 创建一个外部负载均衡器,并将请求转发
到: NodePort4.ExternalName:把集群外部的服务引入到集群内部来,在集群内部直接使用。没有任何类型代理被创建,
这只有 kubernetes 1.7 或更高版本的 kube-dns 才支持
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1.3 VIP 和 Service 代理
在 Kubernetes 集群中,每个 Node 运行一个kube-proxy进程。 kube-proxy负责为Service实现了一种 VIP(虚拟 IP)的形式,而不是ExternalName的形式。 在 Kubernetes v1.0 版本,代理完全在 userspace。在
Kubernetes v1.1 版本,新增了 iptables 代理,但并不是默认的运行模式。 从 Kubernetes v1.2 起,默认就是
iptables 代理。
在 Kubernetes v1.8.0-beta.0 中,添加了 ipvs 代理在 Kubernetes 1.14 版本开始默认使用 ipvs 代理在 Kubernetes v1.0 版本, Service 是 “4层”(TCP/UDP over IP)概念。 在 Kubernetes v1.1 版本,新增了Ingress API(beta 版),用来表示 “7层”(HTTP)服务!为何不使用 round-robin DNS?
因为DNS 有缓存
1.4 代理模式的分类 1.4.1 userspace 代理模式
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1.4.2 iptables 代理模式
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1.4.3 ipvs 代理模式
这种模式,kube-proxy 会监视 KubernetesService 对象和Endpoints ,调用netlink 接口以相应地创建
ipvs 规则并定期与 KubernetesService 对象和Endpoints 对象同步 ipvs 规则,以确保 ipvs 状态与期望一
致。访问服务时,流量将被重定向到其中一个后端 Pod
与 iptables 类似,ipvs 于 netfilter 的 hook 功能,但使用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作。这意
味着 ipvs 可以更快地重定向流量,并且在同步代理规则时具有更好的性能。此外,ipvs 为负载均衡算法提供了更
多选项,例如:
rr :轮询调度
lc :最小连接数
dh :目标哈希
sh :源哈希
sed :最短期望延迟
nq : 不排队调度
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1.5 ClusterIP
clusterIP 主要在每个 node 节点使用 iptables,将发向 clusterIP 对应端口的数据,转发到 kube-proxy 中。然
后 kube-proxy 自己内部实现有负载均衡的方法,并可以查询到这个 service 下对应 pod 的地址和端口,进而把
数据转发给对应的 pod 的地址和端口
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为了实现图上的功能,主要需要以下几个组件的协同工作:
apiserver 用户通过kubectl命令向apiserver发送创建service的命令,apiserver接收到请求后将数据存储
到etcd中
kube-proxy kubernetes的每个节点中都有一个叫做kube-porxy的进程,这个进程负责感知service,pod
的变化,并将变化的信息写入本地的iptables规则中
iptables 使用NAT等技术将virtualIP的流量转至endpoint中
定义一个deploymentvim svc-deploy.yaml
----
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: myapp-deploy
namespace: default
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: myapp
release: stabel
template:
metadata:
labels:
app: myapp
release: stabel
env: test
spec:
containers:
- name: myapp
image: wangyanglinux/myapp:v2
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 80
---kubectl apply -f svc-deploy.yaml
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定义service 对外访问:
vim myapp-service.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
namespace: default
spec:
type: ClusterIP
selector:
app: myapp
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
---kubectl apply -f service.yaml
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1.6 Headless Service
有时不需要或不想要负载均衡,以及单独的 Service IP 。遇到这种情况,可以通过指定 Cluster
IP(spec.clusterIP) 的值为 “None” 来创建 Headless Service 。这类 Service 并不会分配 Cluster IP, kube-
proxy 不会处理它们,而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由
vim myapp-svc-headless.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp-headless
namespace: default
spec:
selector:
app: myapp
clusterIP: "None"
ports:
- port: 80
targetPort: 80
---
kubectl apply -f myapp-svc-headless.yamlkubectl get pods -n kube-system -o wide dig -t A myapp-headless.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10kubectl get pod -o wide
---
【kubernetes|kubernetes 的 Services 的分类】
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1.7: NodePort
nodePort 的原理在于在 node 上开了一个端口,将向该端口的流量导入到 kube-proxy,然后由 kube-proxy 进
一步到给对应的 pod
vim nodeport.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
namespace: default
spec:
type: NodePort
selector:
app: myapp
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
---
kubectl apply -f nodeport.yamlkubectl get svc
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1.8 LoadBalancer
loadBalancer 和 nodePort 其实是同一种方式。区别在于 loadBalancer 比 nodePort 多了一步,就是可以调用
cloud provider 去创建 LB 来向节点导流
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1.9 ExternalName
这种类型的 Service 通过返回 CNAME 和它的值,可以将服务映射到 externalName 字段的内容( 例如:
www.baidu.com )。ExternalName Service 是 Service 的特例,它没有 selector,也没有定义任何的端口和
Endpoint。相反的,对于运行在集群外部的服务,它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务
vim externalName.yaml
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: my-service-1
namespace: default
spec:
type: ExternalName
externalName: www.baidu.com
---kubectl apply -f externalName.yaml
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当查询主机 my-service.defalut.svc.cluster.local ( SVC_NAME.NAMESPACE.svc.cluster.local )时,集群的
DNS 服务将返回一个值 my.database.example.com 的 CNAME 记录。访问这个服务的工作方式和其他的相
同,唯一不同的是重定向发生在 DNS 层,而且不会进行代理或转发
dig -t A my-service-1.default.svc.cluster.local. @10.244.0.11
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