k8s-Services

简介：

Kubernetes 在设计之初就充分考虑了针对容器的服务发现与负载均衡机制，提供了 Service 资源，并通过 kube-proxy 配合 cloud provider 来适应不同的应用场景。随着 kubernetes 用户的激增，用户场景的不断丰富，又产生了一些新的负载均衡机制。目前，kubernetes 中的负载均衡大致可以分为以下几种机制，每种机制都有其特定的应用场景：

Service：直接用 Service 提供 cluster 内部的负载均衡，并借助 cloud provider 提供的 LB 提供外部访问
Ingress Controller：还是用 Service 提供 cluster 内部的负载均衡，但是通过自定义 Ingress Controller 提供外部访问
Service Load Balancer：把 load balancer 直接跑在容器中，实现 Bare Metal 的 Service Load Balancer
Custom Load Balancer：自定义负载均衡，并替代 kube-proxy，一般在物理部署 Kubernetes 时使用，方便接入公司已有的外部服务

image.png

Service 是对一组提供相同功能的 Pods 的抽象，并为它们提供一个统一的入口。借助 Service，应用可以方便的实现服务发现与负载均衡，并实现应用的零宕机升级。Service 通过标签来选取服务后端，一般配合 Replication Controller 或者 Deployment 来保证后端容器的正常运行。这些匹配标签的 Pod IP 和端口列表组成 endpoints，由 kube-proxy 负责将服务 IP 负载均衡到这些 endpoints 上。
Service有四种类型:
ClusterIP：默认类型，自动分配一个仅 cluster 内部可以访问的虚拟 IP
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 <NodeIP>:NodePort 来访问该服务。如果 kube-proxy 设置了 --nodeport-addresses=10.240.0.0/16（v1.10 支持），那么仅该 NodePort 仅对设置在范围内的 IP 有效。
LoadBalancer：在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 <NodeIP>:NodePort
ExternalName：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定）。需要 kube-dns 版本在 1.7 以上。
另外，也可以将已有的服务以 Service 的形式加入到 Kubernetes 集群中来，只需要在创建 Service 的时候不指定 Label selector，而是在 Service 创建好后手动为其添加 endpoint。

使用Cluster类型创建一个services

vim nginx.svc.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  name: nginx-deploy
  namespace: default
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80
          protocol: TCP 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: nginx
  clusterIP: 10.96.88.8
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

查看service

[root@k8s-master daem]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   71d
nginx        ClusterIP   10.96.88.8   <none>        80/TCP    5m38s

[root@k8s-master daem]# kubectl describe svc nginx 
Name:              nginx
Namespace:         default
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=nginx
Type:              ClusterIP
IP:                10.96.88.8
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.1.104:80,10.244.1.108:80,10.244.2.66:80 + 1 more...
Session Affinity:  None
Events:            <none>

使用NodePort创建一个Service

vim myapp.svc.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:        
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: ikubernetes/myapp:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
  clusterIP: 10.96.99.99 
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

查看创建的svc和pod

root@master:~/k8s_yaml# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1     <none>        443/TCP        2d5h
myapp        NodePort    10.96.99.99   <none>        80:30107/TCP   19m
root@master:~/k8s_yaml# kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
myapp-5cbd66595b-2dghs   1/1     Running   0          15m
myapp-5cbd66595b-m5d6l   1/1     Running   0          21m

NodePort暴露端口在集群外部可以访问

image.png

工作原理图：

image.png