service服务介绍

在k8s中，pod是应用程序的载体，我们可以通过pod的ip来访问应用程序，但是pod的ip地址不是固定的，这也就意味着不方便直接采用pod的ip对服务进行访问

为了解决这个问题，k8s提供了service资源，service会对提供同一个服务的多个pod进行聚合，并且提供一个统一的入口地址。通过访问service的入口地址就能访问到后面的pod服务

Service服务也是Kubernetes里的核心资源对象之一，Kubernetes里的每个Service其实就是我们经常提起的微服务架构中的一个微服务,受kube-proxy管理，运行在每个Node上的kube-proxy进程其实就是一个智能的软件负载均衡器，负责把对Service的请求转发到后端的某个Pod实例上，并在内部实现服务的负载均衡与会话保持机制。

可以看到上面的架构图，service服务通过标签选择器定位后端pod，前提是service的selector必须和后端Pod标签对应上才能找到相对应的Pod，而前段frontend通过service就可以访问到后端提供服务的pod了，而service默认IP类型为主要分为：

  • ClusterIP：主要是为集群内部提供访问服务的 （默认类型）
  • NodePort：可以被集群外部所访问，访问方式为    宿主机：端口号
  • LoadBalancer:在NodePort的基础上，借助cloud provider(云提供商)创建一个外部负载均衡器并将请求转发到NodePort
  • ExternalName: 把集群外部的访问引入到集群内部来，在集群内部直接使用，没有任何代理被创建

当Service一旦被创建，Kubernetes就会自动为它分配一个可用的Cluster IP，而且在Service的整个生命周期内，它的Cluster IP不会发生改变，service会通过标签选择器与后端的pod进行连接并被kubo-poxry监控，当后端pod被重建时会通过标签自动加入到对应的service服务中，从而避免失联。

service三种代理模式

  • userspace

这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes 控制平面对 Service 对象和 Endpoints 对象的添加和移除操作。 对每个 Service，它会在本地 Node 上打开一个端口（随机选择）。 任何连接到“代理端口”的请求，都会被代理到 Service 的后端 Pods 中的某个上面（如 Endpoints 所报告的一样）。 使用哪个后端 Pod，是 kube-proxy 基于 SessionAffinity 来确定的。

  • iptables

这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes 控制节点对 Service 对象和 Endpoints 对象的添加和移除。 对每个 Service，它会配置 iptables 规则，从而捕获到达该 Service 的 clusterIP 和端口的请求，进而将请求重定向到 Service 的一组后端中的某个 Pod 上面。 对于每个 Endpoints 对象，它也会配置 iptables 规则，这个规则会选择一个后端组合。

  • ipvs

在 ipvs 模式下，kube-proxy 监视 Kubernetes 服务和端点，调用 netlink 接口相应地创建 IPVS 规则， 并定期将 IPVS 规则与 Kubernetes 服务和端点同步。该控制循环可确保 IPVS 状态与所需状态匹配。访问服务时，IPVS 将流量定向到后端 Pod 之一。

IPVS 代理模式基于类似于 iptables 模式的 netfilter 挂钩函数， 但是使用哈希表作为基础数据结构，并且在内核空间中工作。 这意味着，与 iptables 模式下的 kube-proxy 相比，IPVS 模式下的 kube-proxy 重定向通信的延迟要短，并且在同步代理规则时具有更好的性能。 与其他代理模式相比，IPVS 模式还支持更高的网络流量吞吐量。

IPVS 提供了更多选项来平衡后端 Pod 的流量。这些是：

  • rr：轮替（Round-Robin）
  • lc：最少链接（Least Connection），即打开链接数量最少者优先
  • dh：目标地址哈希（Destination Hashing）
  • sh：源地址哈希（Source Hashing）
  • sed：最短预期延迟（Shortest Expected Delay）
  • nq：从不排队（Never Queue）
说明：

要在 IPVS 模式下运行 kube-proxy，必须在启动 kube-proxy 之前使 IPVS 在节点上可用。

当 kube-proxy 以 IPVS 代理模式启动时，它将验证 IPVS 内核模块是否可用。 如果未检测到 IPVS 内核模块，则 kube-proxy 将退回到以 iptables 代理模式运行。

ipvs模式设置

先下载ipvsadm

然后修改kube-poxy的configmap

[root@master ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system

# Please edit the object below. Lines beginning with a '#' will be ignored,

# and an empty file will abort the edit. If an error occurs while saving this file will be

# reopened with the relevant failures.

#

apiVersion: v1

data:

  config.conf: |-

    apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1

    bindAddress: 0.0.0.0

    bindAddressHardFail: false

    clientConnection:

      acceptContentTypes: ""

      burst: 0

      contentType: ""

      kubeconfig: /var/lib/kube-proxy/kubeconfig.conf

      qps: 0

    clusterCIDR: 10.244.0.0/16

    configSyncPeriod: 0s

    conntrack:

      maxPerCore: null

      min: null

      tcpCloseWaitTimeout: null

      tcpEstablishedTimeout: null

    detectLocalMode: ""

    enableProfiling: false

    healthzBindAddress: ""

    hostnameOverride: ""

    iptables:

      masqueradeAll: false

      masqueradeBit: null

      minSyncPeriod: 0s

      syncPeriod: 0s

    ipvs:

      excludeCIDRs: null

      minSyncPeriod: 0s

      scheduler: ""

      strictARP: false

      syncPeriod: 0s

      tcpFinTimeout: 0s

      tcpTimeout: 0s

      udpTimeout: 0s

    kind: KubeProxyConfiguration

    metricsBindAddress: ""

    mode: "ipvs"  #将模式改为ipvs

    nodePortAddresses: null

    oomScoreAdj: null

    portRange: ""

    showHiddenMetricsForVersion: ""

    udpIdleTimeout: 0s

    winkernel:

      enableDSR: false

      networkName: ""

      sourceVip: ""

  kubeconfig.conf: |-

    apiVersion: v1

    kind: Config

    clusters:

    - cluster:

        certificate-authority: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt

        server: https://192.168.248.129:6443

      name: default

    contexts:

    - context:

        cluster: default

        namespace: default

        user: default

      name: default

    current-context: default

    users:

    - name: default

      user:

        tokenFile: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token

删除当前的kube-poxy。

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system|grep kube-proxy|awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'

ClusterIP（内部集群访问）

下面演示ClusterIP的service

先创建一个yaml文件

 
apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: web

  name: nginx-svc

  namespace: default

spec:

  ports:

  - name: http

    port: 3001                      # service暴露的端口

    protocol: TCP

    targetPort: 80                  #后端容器的端口

  selector:                       #标签选择器与deployment一致

    app: web

  type: ClusterIP

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  labels:

    app: web

  name: deployment-nginx

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: web

  template:

    metadata:

      labels:

        app: web

    spec:

      containers:

      - image: nginx:1.21.4

        name: nginx

        ports:

        - name: http

          containerPort: 80       #容器端口

然后创建service和deployment

[root@master ~]# kubectl apply -f deploymen_nginx_serivce.yaml

service/nginx-svc created

deployment.apps/web created

查看service和pod状态

[root@master ~]# kubectl get svc -o wide

NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE   SELECTOR

kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP    40m   <none>

nginx-svc    ClusterIP   10.103.130.138   <none>        3001/TCP   12m   app=web

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide

NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

deployment-nginx-64fc98d58f-6llbw   1/1     Running   0          10m   10.101.11.32    node2   <none>           <none>

deployment-nginx-64fc98d58f-9s6mt   1/1     Running   0          10m   10.101.11.31    node2   <none>           <none>

deployment-nginx-64fc98d58f-fkcmf   1/1     Running   0          10m   10.101.149.15   node1   <none>           <none>

此时我们发现nginx-svc有了一个CLUSTER-IP:10.103.130.138, 用curl检查一下是否能访问10.103.130.138:3001

[root@master ~]# curl 10.103.130.138:3001

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Welcome to nginx!</title>

<style>

html { color-scheme: light dark; }

body { width: 35em; margin: 0 auto;

font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }

</style>

</head>

<body>

<h1>Welcome to nginx!</h1>

<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and

working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to

<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>

Commercial support is available at

<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>

</body>

</html>

NodePod（外部访问）

下面创建一个NodePort的service演示，只需要将上面yaml文件中的ClusterIP改为NodePort

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: web

  name: nginx-svc

  namespace: default

spec:

  ports:

  - name: http

    port: 3001

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: web

  type: NodePort

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  labels:

    app: web

  name: deployment-nginx

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: web

  template:

    metadata:

      labels:

        app: web

    spec:

      containers:

      - image: nginx:1.21.4

        name: nginx

        ports:

        - name: http

          containerPort: 80

~

执行yaml文件后查看pod和svc的信息

[root@master ~]# kubectl get svc -o wide

NAME         TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE   SELECTOR

kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1     <none>        443/TCP          59m   <none>

nginx-svc    NodePort    10.99.62.52   <none>        3001:31966/TCP   3s    app=web

[root@master ~]# kubectl get node -owide

NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION   INTERNAL-IP       EXTERNAL-IP   OS-IMAGE                KERNEL-VERSION           CONTAINER-RUNTIME

master   Ready    control-plane,master   79d   v1.21.0   192.168.248.129   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1062.el7.x86_64   docker://20.10.14

node1    Ready    <none>                 79d   v1.21.0   192.168.248.128   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1062.el7.x86_64   docker://20.10.14

node2    Ready    <none>                 79d   v1.21.0   192.168.248.130   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1062.el7.x86_64   docker://20.10.14

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide

NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP              NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

deployment-nginx-64fc98d58f-b5s2t   1/1     Running   0          112s   10.101.11.36    node2   <none>           <none>

deployment-nginx-64fc98d58f-gd5fw   1/1     Running   0          112s   10.101.11.35    node2   <none>           <none>

deployment-nginx-64fc98d58f-p6tw5   1/1     Running   0          112s   10.101.149.17   node1   <none>           <none>

此时发现svc的PORT变成3001:31966/TCP ，其中3001为svc的端口，31966为随机生成的node端口，我们可以通过nodeIP加端口访问

headless service（无头服务）

headless service就是无头service（也就是没有ip的service），这种无头服务对于有状态应用来说很重要，我们可以利用service的labels关联后端pod，我们访问的流量就可以直接到达pod而不再需要service负载均衡至后端pod

定义无头服务如下：

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: redis

  labels:

    app: redis

spec:

  ports:

  - port: 6379

    name: redis-port

  clusterIP: None

  selector:

    app: redis

---

apiVersion: apps/v1

kind: StatefulSet

metadata:

  name: redis

spec:

  serviceName: "redis"

  replicas: 3 # 默认值是 1

  selector:

      matchLabels:

        app: redis

  template:

    metadata:

      labels:

        app: redis # 必须匹配 .spec.selector.matchLabels

    spec:

      containers:

      - name: redis

        image: redis

        ports:

        - containerPort: 6379

          name: redis

查看pod以及service

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide

NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES

redis-0   1/1     Running   0          29s   10.101.11.37    node2   <none>           <none>

redis-1   1/1     Running   0          23s   10.101.149.18   node1   <none>           <none>

redis-2   1/1     Running   0          21s   10.101.11.38    node2   <none>           <none>

[root@master ~]# kubectl get svc -o wide

NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE   SELECTOR

kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP    89m   <none>

redis        ClusterIP   None         <none>        6379/TCP   40s   app=redis

查看coredns地址

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system -o wide

NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES

calico-kube-controllers-65898446b5-qtcgv   1/1     Running   1          79d   10.101.149.1      node1    <none>           <none>

calico-node-7wcsl                          1/1     Running   0          79d   192.168.248.128   node1    <none>           <none>

calico-node-8sjcz                          1/1     Running   0          79d   192.168.248.129   master   <none>           <none>

calico-node-f84fw                          1/1     Running   0          79d   192.168.248.130   node2    <none>           <none>

coredns-545d6fc579-w5rj2                   1/1     Running   0          79d   10.101.11.1       node2    <none>           <none>

coredns-545d6fc579-xr62w                   1/1     Running   0          79d   10.101.11.2       node2    <none>           <none>

etcd-master                                1/1     Running   0          79d   192.168.248.129   master   <none>           <none>

kube-apiserver-master                      1/1     Running   0          79d   192.168.248.129   master   <none>           <none>

kube-controller-manager-master             1/1     Running   0          79d   192.168.248.129   master   <none>           <none>

kube-proxy-2qx8x                           1/1     Running   0          79d   192.168.248.129   master   <none>           <none>

kube-proxy-6khnn                           1/1     Running   0          79d   192.168.248.128   node1    <none>           <none>

kube-proxy-znv97                           1/1     Running   0          79d   192.168.248.130   node2    <none>           <none>

kube-scheduler-master                      1/1     Running   0          79d   192.168.248.129   master   <none>           <none>

解析service服务

[root@master ~]# dig redis.default.svc.cluster.local @10.101.11.1              

; <<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-26.P2.el7_9.9 <<>> nginx.default.svc.cluster.local @10.101.11.1

;; global options: +cmd

;; Got answer:

;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS

;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS

;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 49448

;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 3, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

;; WARNING: recursion requested but not available

;; OPT PSEUDOSECTION:

; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096

;; QUESTION SECTION:

;nginx.default.svc.cluster.local. IN    A

;; ANSWER SECTION:

nginx.default.svc.cluster.local. 30 IN  A       10.101.11.38     # 这个地址对应的是statefulset集群的的redis-2的地址

nginx.default.svc.cluster.local. 30 IN  A       10.101.149.18

nginx.default.svc.cluster.local. 30 IN  A       10.101.11.37

;; Query time: 7 msec

;; SERVER: 10.101.11.1#53(10.101.11.1)

;; WHEN: 三 7月 27 23:10:03 CST 2022

;; MSG SIZE  rcvd: 201

ExternalName 类型

类型为 ExternalName 的服务将服务映射到 DNS 名称，而不是典型的选择算符，例如 my-service 或者 cassandra。 你可以使用 spec.externalName 参数指定这些服务。

例如，以下 Service 定义将 prod 名称空间中的 my-service 服务映射到 my.database.example.com：

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-service

  namespace: prod

spec:

  type: ExternalName

  externalName: my.database.example.com

当查找主机 my-service.prod.svc.cluster.local 时，集群 DNS 服务返回 CNAME 记录， 其值为 my.database.example.com。 访问 my-service 的方式与其他服务的方式相同，但主要区别在于重定向发生在 DNS 级别，而不是通过代理或转发。 如果以后你决定将数据库移到集群中，则可以启动其 Pod，添加适当的选择算符或端点以及更改服务的 type。

外部 IP

如果外部的 IP 路由到集群中一个或多个 Node 上，Kubernetes Service 会被暴露给这些 externalIPs。 通过外部 IP（作为目的 IP 地址）进入到集群，打到 Service 的端口上的流量， 将会被路由到 Service 的 Endpoint 上。 externalIPs 不会被 Kubernetes 管理，它属于集群管理员的职责范畴。

根据 Service 的规定，externalIPs 可以同任意的 ServiceType 来一起指定。 在上面的例子中，my-service 可以在 "80.11.12.10:80"(externalIP:port) 上被客户端访问。

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-service

spec:

  selector:

    app.kubernetes.io/name: MyApp

  ports:

    - name: http

      protocol: TCP

      port: 80

      targetPort: 9376

  externalIPs:

    - 80.11.12.10

最新文章

  1. C#读取Excel文件
  2. Application、 session、iewstate，以及repeater 的commang用法
  3. 初学structs2，结果类型简单示例
  4. js中object的申明方法
  5. Java核心 --- 注解
  6. javascript注意点（1）
  7. [转载]ubuntu Atheros Communications Device 1083 驱动
  8. easyui常用控件样式收藏
  9. HDOJ(HDU) 2148 Score(比较、)
  10. Android NumberPicker和DatePicker分割线颜色设置
  11. Poj 3771 hdu 3405
  12. SRM 582 Div II Level Three： ColorTheCells, Brute Force 算法
  13. PhoneGap开发环境搭建
  14. 看图说话，P2P 分享率 90% 以上的 P2P-CDN 服务，来了！
  15. 济南清北学堂游记 Day 7.
  16. 大型三甲医院信息管理系统源码 His系统功能齐全 完整可用
  17. explode() 字符串分割函数
  18. github分支规范
  19. 再谈STM32的CAN过滤器-bxCAN的过滤器的4种工作模式以及使用方法总结
  20. 《Linux内核精髓：精通Linux内核必会的75个绝技》一HACK #11cpuset

热门文章

  1. 解决多次重连rabbitMQ失败
  2. c语言学习总结（原创）
  3. Keil 5（C51 与 MDK-ARM）官网下载安装包 [ 图文教程 ]
  4. 读Java8函数式编程笔记04_类库
  5. GitLab CI-CD 学习笔记
  6. 新开一个系列，c++刷题集
  7. 详解Redisson分布式限流的实现原理
  8. mybatis学习日记
  9. Git 多账号 SSH 配置
  10. 2021级《JAVA语言程序设计》上机考试试题10