（十一）Kubernetes-Service

 Kubernetes service 定义了这样一种抽象：一个Pod的逻辑分组，一种可以访问他们的策略 -- 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.

Service能够提供负载均衡的能力，但是在使用上有以下限制：

① 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

① Clusterlp:默认类型，自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟IP

     

 

 

②NodePort: 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>:sNodePort来访问该服务；

     

 

 

③ 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<NodeIP>:NodePorts

   

 

 

④ 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

    类型代理会被创建，这只有kubernetes1.7 或更高版本的kube-dns才支持

    

 

⑤ headless:通过域名解析来访问服务

 

代理模式的分类

userspace 代理模式：

    

 

iptables 代理模式：

    

 

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，
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，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virtualIP的流量转至endpoint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 ClusterIP(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。
     

 

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。

    

 

  查询流程

　

 

   LoadBalancer
   loadBalancer 和 nodePort 其实是同一种方式。区别在于 loadBalancer 比 nodePort 多了一步，就是可以调用cloud provider 去创建 LB 来向节点导流。