六、Service
6.1 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 。
这里的分配机制只有RR轮训。
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。
Service 的类型
Service 在 K8s 中有以下四种类型
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 : NodePort 来访问该服务
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: NodePort
需要借助于供应商来保存注册、端口等信息，需要单独收费
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 kubernetes1.7 或更高版本的 kube-dns 才支持
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?
解析在客户端缓存，很多客户端解析后不会及时清理，可能会造成无法及时更新。
II、iptables 代理模式
III、ipvs 代理模式
这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes Service 对象和 Endpoints ，调用 netlink 接口以相应地创建ipvs 规则并定期与 Kubernetes Service 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
ClusterIP
clusterIP 主要在每个 node 节点使用 iptables(或ipvs),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。
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virtual IP的流量转至endpoint中。
分别创建两个yaml，一个Deployment，一个svc。
svc-deployment.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: hub.Fredy.com/library/mynginx:v3 imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - name: http containerPort: 80
svc.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
SVC如果想去匹配到后台启动的pod，是通过标签选择器将对应标签一致的pod添加到自己的端点队列中去。
通过 ipvsadm -Ln 命令查看对应的ip映射关系。
通过访问cluster ip可直接访问到对应的pod中。
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， kubeproxy 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。
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: demoapp-headless-svc spec: clusterIP: None #必须为None selector: app: demoapp ports: - port: 80 targetPort: 80 name: http
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。
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: myapp namespace: default spec: type: NodePort selector: app: myapp release: stabel ports: - name: http port: 80 targetPort: 80
6.2 Kubernetes Ingress
通过mandatory.yaml进行创建ingress-nginx的pod
mandatory.yaml文件下载地址： https://files.cnblogs.com/files/fangyu-blog/mandatory.zip
目前ingress-nginx的官网上已经没有这个文件了，取而代之的是一系列deploy.yaml文件，可以自己去github上面找。
然后将启动该yaml文件的镜像上传到docker image中，因为自己下载起来很慢。
kubectl apply -f mandatory.yaml
一般建议使用nodeport的暴漏方案去启动pod
yaml文件下载地址： https://files.cnblogs.com/files/fangyu-blog/service-nodeport.zip?t=1666798608
kubectl apply -f service-nodeport.yaml
