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一： kubernetes 的 Services

一： kubernetes 的 Services 1.1 Service 的概念

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