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k8s?Service?實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡

更新時(shí)間：2023年04月10日 08:51:47 作者：路由器沒有路

這篇文章主要為大家介紹了k8s?Service?實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡的工作原理及使用方式詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

前言

本文將介紹 Kubernetes 的資源對象 Service，內(nèi)容包括 Service 介紹、Service 的四種類型及使用方式、不指定 Selectors 的服務(wù)、Headless 服務(wù)、Service 工作原理及原理圖。同時(shí)也會(huì)講解 Ingress 和集群外部如何訪問服務(wù)。

在容器編排系統(tǒng)中，如 Kubernetes，Pod 是最小的部署單元。而一組 Pod 通常對外提供某種服務(wù)。在 Kubernetes 中，Service 就是用來對外暴露一組 Pod 的服務(wù)的資源對象。Service 可以通過 IP 地址和端口號訪問，從而對外提供服務(wù)。

Service 介紹

Service 是 Kubernetes 中一個(gè)非常重要的概念，它可以將一組 Pod 封裝成一個(gè)邏輯服務(wù)單元。

Service 可以通過定義的 Label Selector，將一組 Pod 綁定到一起，形成一個(gè) Service。通過 Service，用戶可以方便地訪問這個(gè)服務(wù)，不需要關(guān)心 Pod 的具體 IP 地址和端口號，也不需要擔(dān)心 Pod 的數(shù)量變化會(huì)影響服務(wù)的訪問。

Service 的四種類型及使用方式

Kubernetes 中的 Service 一共有四種類型，分別是 ClusterIP、NodePort、LoadBalancer 和 ExternalName。

ClusterIP：是 Service 的默認(rèn)類型，它會(huì)為 Service 創(chuàng)建一個(gè) Cluster IP，這個(gè) IP 只能在集群內(nèi)部訪問。通過 ClusterIP，用戶可以訪問該 Service 關(guān)聯(lián)的 Pod。
NodePort：在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上綁定一個(gè)端口，從而將 Service 暴露到集群外部。用戶可以通過任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的 IP 地址和該端口號來訪問 Service。
LoadBalancer：在云廠商提供的負(fù)載均衡器上創(chuàng)建一個(gè) VIP，從而將 Service 暴露到集群外部。用戶可以通過該 VIP 地址來訪問 Service。
ExternalName：可以將 Service 映射到集群外部的一個(gè) DNS 名稱上，從而將 Service 暴露到集群外部。

另外，也可以將已有的服務(wù)以 Service 的形式加入到 Kubernetes 集群中來，只需要在創(chuàng)建 Service 的時(shí)候不指定 Label selector，而是在 Service 創(chuàng)建好后手動(dòng)為其添加 endpoint。

Service 的定義和使用

Service 也是可以通過 yaml 來定義的。

以下是帶有 selector 和 type 的 YAML 文件定義一個(gè)名為 nginx 的 Service，將服務(wù)的 80 端口轉(zhuǎn)發(fā)到 default namespace 中帶有標(biāo)簽 run=nginx 的 Pod 的 80 端口：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  selector:
    run: nginx
  type: ClusterIP
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80

其中，type 為 Service 的類型，可以取值為 ClusterIP、NodePort、LoadBalancer 和 ExternalName。

本例中的 type 為 ClusterIP，表示該 Service 的類型為 ClusterIP。

以下是通過命令創(chuàng)建及查看創(chuàng)建的服務(wù)情況的操作步驟和預(yù)期的展示內(nèi)容。

通過命令創(chuàng)建服務(wù)

使用 kubectl create 命令創(chuàng)建一個(gè)名為 nginx 的服務(wù)，并將服務(wù)的 80 端口轉(zhuǎn)發(fā)到 default namespace 中帶有標(biāo)簽 run=nginx 的 Pod 的 80 端口。運(yùn)行以下命令：

kubectl create service clusterip nginx --tcp=80:80 --dry-run=client -o yaml > nginx-service.yaml

這個(gè)命令將在當(dāng)前目錄下生成一個(gè)名為 nginx-service.yaml 的 YAML 文件，其中包含了創(chuàng)建 Service 所需的配置信息。

預(yù)期展示內(nèi)容：

service/nginx created (dry run)

使用 kubectl apply 命令創(chuàng)建 Service。運(yùn)行以下命令：

kubectl apply -f nginx-service.yaml

這個(gè)命令將根據(jù) YAML 文件中的配置信息創(chuàng)建一個(gè)名為 nginx 的 Service。

預(yù)期展示內(nèi)容：

service/nginx created

查看創(chuàng)建的服務(wù)情況

使用 kubectl get 命令查看已經(jīng)創(chuàng)建的 Service。運(yùn)行以下命令：

kubectl get services

這個(gè)命令將顯示所有已經(jīng)創(chuàng)建的 Service，包括它們的名稱、類型、Cluster IP、端口等信息。

預(yù)期展示內(nèi)容：

NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP    4h19m
nginx        ClusterIP   10.96.58.173   <none>        80/TCP     1m

使用 kubectl describe 命令查看指定 Service 的詳細(xì)信息。運(yùn)行以下命令：

kubectl describe service nginx

這個(gè)命令將顯示名為 nginx 的 Service 的詳細(xì)信息，包括它的類型、Cluster IP、端口、Selector 等信息。

預(yù)期展示內(nèi)容：

Name:              nginx
Namespace:         default
Labels:            run=nginx
Annotations:       <none>
Selector:          run=nginx
Type:              ClusterIP
IP:                10.96.58.173
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.0.7:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>

不指定 Selectors 的服務(wù)

當(dāng)用戶創(chuàng)建 Service 的時(shí)候，可以不指定 Label Selector，這種 Service 被稱為無選擇器服務(wù)（no selector service）。無選擇器服務(wù)不能和 Pod 綁定，而只是提供一個(gè)固定的 IP 和端口，用于訪問后端服務(wù)。這種服務(wù)通常用于代理到外部的服務(wù)，如數(shù)據(jù)庫、消息隊(duì)列等。

Headless 服務(wù)

Kubernetes 中的 Service 還有一個(gè)特殊的類型，叫做 Headless 服務(wù)。Headless 服務(wù)的 ClusterIP 為 None，它不會(huì)為 Service 創(chuàng)建 Cluster IP。通過 Headless 服務(wù)，用戶可以直接訪問該 Service 關(guān)聯(lián)的 Pod，而不需要通過 Service 進(jìn)行訪問。

Service 工作原理及原理圖

Service 的工作原理是通過代理模式實(shí)現(xiàn)的，即 kube-proxy 負(fù)責(zé)將 service 負(fù)載均衡到后端 Pod 中。

當(dāng)用戶通過 Service 的 IP 和端口訪問 Service 時(shí)，請求會(huì)先到達(dá) Service 代理，然后由代理將請求轉(zhuǎn)發(fā)給后端的 Pod。

當(dāng) Pod 發(fā)生變化時(shí)，Service 會(huì)自動(dòng)更新 Endpoint，從而保證請求能夠正確地到達(dá)后端 Pod。

以下是 Service 工作原理的原理圖：

Ingress 講解

Ingress 是 Kubernetes 中另一個(gè)重要的資源對象，它用于將集群外部的 HTTP(S) 流量路由到集群內(nèi)部的 Service。通過 Ingress，用戶可以在集群外部定義一個(gè)域名，然后將該域名路由到 Service 中。Ingress 可以實(shí)現(xiàn)灰度發(fā)布、負(fù)載均衡、SSL 終止等功能。

集群外部如何訪問服務(wù)

當(dāng)用戶需要從集群外部訪問 Kubernetes 中的 Service 時(shí)，可以通過 NodePort、LoadBalancer 或 Ingress 來實(shí)現(xiàn)。具體方式如下：

NodePort

用戶可以通過任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的 IP 地址和該節(jié)點(diǎn)上綁定的端口號來訪問 Service。例如，如果 NodePort 的端口為 30080，節(jié)點(diǎn) IP 地址為 192.168.0.10，則用戶可以通過 http://192.168.0.10:30080 訪問該 Service。