by kowen 2018.02.22
本文翻译自Viewing Pods and Nodes
学习目标
- 学习Kubernetes Service
- 了解label和labelSelector对象与服务的关系
- 通过服务允许集群外部访问应用
Kubernetes 服务（Service） 概述
Pod并不是永恒的，它有自己的生命周期。假如Node死掉了，上面运行的Pod也就消失了。但是ReplicationController会创建新的Pod来维持程序运行，使集群回到应该的状态。举个栗子，假设有一个后端图像处理程序，它有3个副本，这些副本可以互相替换。前端系统不会去考虑后端处理程序有几个副本甚至也不用考虑Pod是否死掉或者被重建了。每个Kubernetes中的Pod都有自己独有的IP地址，即时是在同一个Node上的两个Pod也有不同的IP。所以，应该有一种方法自动协调Pod之间的变化，这样应用才能正常运行。
Kubernetes中的服务（Service）是一个抽象的概念，它定义了包含多个Pod逻辑上的组，以及访问它遵从的策略。服务在独立的Pod之间建立了松散的耦合关系。和Kubernetes其他对象一样，服务使用YAML或者JSON定义。通常服务通过LabelSelector来指定哪些Pod在集合中。
尽管每个Pod都有自己的独立IP，但是这些IP并不暴露给外部，只有通过服务才能将它们暴露出去。服务让你的应用可以和外部通讯。有好几种方式实现，方法是设置ServiceSpec的type属性：
- ClusterIP（默认） 通过一个内部IP地址暴露服务，只能在集群内访问
- NodePort 使用NAT，通过与Node相同的出口暴露服务。通过<NodeIP>:<NodePort>在集群外访问Service。是ClusterIP的超集。
- LoadBalancer 创建一个外部负载均衡器，给服务分配一个固定的外部地址。是NodePort的超集
- ExternalName 使用externalName参数给服务起一个任意的名称，自动返回一个该名称的CNAME。需要版本V1.7及以上的kube-dns。
注意还有很多时候使用服务不需要在配置中没有定义Selector。不通过Selector定义的服务也不会创建相应的Endpoint对象。用户可以手动将服务映射到endpoint。另外一种不适用selector的情况就是严格的使用了type:ExternalName。
服务（Service）和Label（标签）
服务协调一组Pod之间的通讯。通过抽象的服务，允许Pod死亡和复制，而不影响应用。相互独立的Pod（比如应用的前后端组件）的互相查找和路由工作是由服务处理的。
服务通过Label和Selector来匹配一组Pod，Label和Selector都是对Kubernetes内对象进行操作的分组关键字。Label是附加在对象上的key/value键值对，可以通过许多方式使用：
- 指派部署、测试和生产的对象
- 内嵌版本标签
-
使用标签分类对象
image.png
Label可以在对象创建时或者创建后附加，随时可以修改。
交互式学习
创建服务
先来检查一下应用是否运行。使用kubectl get命令查看存在的Pod:
$ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv 1/1 Running 0 1m
查看目前集群中的服务
$ kubectl get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 1m
Minicube启动集群时，会自动创建一个默认的服务，名字叫做kubernetes。为了创建一个新的服务并且允许外部访问，我们需要使用待有关NodePort参数expose命令（Minicube尚不支持LoadBalancer）。
$ kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp --type="NodePort" --port 8080
service "kubernetes-bootcamp" exposed
再次查看服务
$ kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 12m
kubernetes-bootcamp NodePort 10.104.133.170 <none> 8080:32170/TCP 2m
可以看到新建了一个名称为Kubernetes-bootcamp的服务。它有一个独立的cluster-ip，内部端口和外部IP（Node的IP）。
想要查看使用了哪个外部端口，使用describe service命令
$ kubectl describe service
service serviceaccount
$ kubectl describe service/kubernetes-bootcamp
Name: kubernetes-bootcamp
Namespace: default
Labels: run=kubernetes-bootcamp
Annotations: <none>
Selector: run=kubernetes-bootcamp
Type: NodePort
IP: 10.104.133.170
Port: <unset> 8080/TCP
TargetPort: 8080/TCP
NodePort: <unset> 32170/TCP
Endpoints: 172.18.0.4:8080
Session Affinity: None
External Traffic Policy: Cluster
Events: <none>
创建一个名为NODE_PORT的环境变量保存Node的端口值：
export NODE_PORT=$(kubectl get services/kubernetes-bootcamp -o go-template='{{(index .spec.ports 0).nodePort}}')
echo NODE_PORT=$NODE_PORT
通过curl命令测试应用是否可以外部访问
$ curl $(minikube ip):$NODE_PORT
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv | v=1
使用标签（Label）
部署会为每个Pod自动创建标签。通过describe deployment可以查看标签名称
$ kubectl describe deployment
Name: kubernetes-bootcamp
Namespace: default
CreationTimestamp: Mon, 26 Feb 2018 06:17:16 +0000
Labels: run=kubernetes-bootcamp
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision=1
Selector: run=kubernetes-bootcamp
Replicas: 1 desired | 1 updated | 1 total | 1 available | 0 unavailable
StrategyType: RollingUpdate
MinReadySeconds: 0
RollingUpdateStrategy: 1 max unavailable, 1 max surge
Pod Template:
Labels: run=kubernetes-bootcamp
Containers:
kubernetes-bootcamp:
Image: gcr.io/google-samples/kubernetes-bootcamp:v1
Port: 8080/TCP
Environment: <none>
Mounts: <none>
Volumes: <none>
Conditions:
Type Status Reason
---- ------ ------
Available True MinimumReplicasAvailable
OldReplicaSets: <none>
NewReplicaSet: kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4 (1/1 replicas created)
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal ScalingReplicaSet 28m deployment-controller Scaled up replica set kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4 to 1
通过kubectl get pods命令加上-l参数，可以根据标签查询Pod
$ kubectl get pods -l run=kubernetes-bootcamp
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv 1/1 Running 0 36m
同样也可以查询服务
kubectl get services -l run=kubernetes-bootcamp
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes-bootcamp NodePort 10.104.133.170 <none> 8080:32170/TCP 27m
将Pod名称保存到环境变量POD_NAME中
export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
echo Name of the Pod: $POD_NAME
设置新的标签
$ kubectl label pod $POD_NAME app=v1
pod "kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv" labeled
$ kubectl describe pods $POD_NAME
Name: kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv
Namespace: default
Node: host01/172.17.0.115
Start Time: Mon, 26 Feb 2018 06:17:20 +0000
Labels: app=v1
pod-template-hash=1869049380
run=kubernetes-bootcamp
Annotations: <none>
Status: Running
IP: 172.18.0.4
Controlled By: ReplicaSet/kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4
Containers:
kubernetes-bootcamp:
Container ID: docker://5538cb2a0b63fcd6c10e253f4acbca9f1672a503ad39e534d2c2e85da305f1a4
Image: gcr.io/google-samples/kubernetes-bootcamp:v1
Image ID: docker-pullable://jocatalin/kubernetes-bootcamp@sha256:0d6b8ee63bb57c5f5b6156f446b3bc3b3c143d233037f3a2f00e279c8fcc64af
Port: 8080/TCP
State: Running
Started: Mon, 26 Feb 2018 06:17:22 +0000
Ready: True
Restart Count: 0
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-spkm6 (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-spkm6:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-spkm6
Optional: false
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: <none>
Tolerations: <none>
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedScheduling 40m (x3 over 40m) default-scheduler 0/1 nodes are available: 1 NodeNotReady.
Normal Scheduled 40m default-scheduler Successfully assigned kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv to host01
Normal SuccessfulMountVolume 40m kubelet, host01 MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-spkm6"
Normal Pulled 40m kubelet, host01 Container image "gcr.io/google-samples/kubernetes-bootcamp:v1" already present on machine
Normal Created 40m kubelet, host01 Created container
Normal Started 40m kubelet, host01 Started container
可以看到Pod中已经打上了新的标签，可以通过新标签查询Pod
$ kubectl get pods -l app=v1
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-67zmv 1/1 Running 0 42m
删除服务
使用delete service命令删除服务。也可以使用Label
$ kubectl delete service -l run=kubernetes-bootcamp
service "kubernetes-bootcamp" deleted
确认删除成功
$ kubectl delete service -l run=kubernetes-bootcamp
service "kubernetes-bootcamp" deleted
确认服务无法访问
$ curl $(minikube ip):$NODE_PORT
curl: (7) Failed to connect to 172.17.0.82 port 31753: Connection refused
这证明服务已经在外部不可达。但是该应用还是正常运行并且可以内部访问：
$ kubectl exec -ti $POD_NAME curl localhost:8080
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5dbf48f7d4-8pbq5 | v=1
