Kubernetes基本概念的学习-Service

1、Service存在的意义

Service引入主要是解决Pod的动态变化，提供统一的访问入口：

防止Pod失联，准备找到提供同一个服务的Pod（服务发现）

定义一组Pod的访问策略（负载均衡）

Service可以简单的理解为逻辑上的一组Pod，一种可以访问Pod的策略，而且其他Pod可以通过这个Service访问到这个Service代理的Pod，相对于Pod而言，它会有一个固定的名称，一旦创建就固定不变。

Kubernetes Pod 是有生命周期的，它们可以被创建，也可以被销毁，然而一旦被销毁生命就永远结束。通过 ReplicationController 能够动态地创建和销毁 Pod（例如，需要进行扩缩容，或者执行滚动升级）。每个 Pod 都会获取它自己的 IP 地址，即使这些 IP 地址不总是稳定可依赖的。这会导致一个问题：在 Kubernetes 集群中，如果一组 Pod（称为 backend）为其它 Pod （称为 frontend）提供服务，那么那些 frontend 该如何发现，并连接到这组 Pod 中的哪些 backend 呢？答案是：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实现的。

service是用于一组pod的负载均衡和服务发现的，比如后端有6个跑着应用程序的pod，使用service就能实现对这6个pod的负载均衡分发客户端请求了，如果pod扩容了，那么service就会自动发现pod并把它加入自己的后端请求endpoint列表中。

2、Pod与Service的关联

Service通过标签关联一组Pod；

Service为一组Pod：

selector 关联pod的标签

3、Service的创建

首先创建pod的yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web2
spec:
  replicas: 3 
  selector:
    matchLabels: 
      app: nginx2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx2
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.17

创建pod

[root@master01 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml

可以查看pod的标签

[root@master01 ~]# kubectl get pod --show-labels
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
web2-7b57499dd7-g5zlx   1/1     Running   0          12m   app=nginx2,pod-template-hash=7b57499dd7
web2-7b57499dd7-pqgbm   1/1     Running   0          12m   app=nginx2,pod-template-hash=7b57499dd7
web2-7b57499dd7-s2wjg   1/1     Running   0          12m   app=nginx2,pod-template-hash=7b57499

下面可以创建service的yaml，其中selector下app后面的nginx2就是要负载的pod的标签

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web2
spec:
  selector:
    app: nginx2
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80   #Service自己的端口
      targetPort: 80  #要暴露的端口
  type: NodePort

创建service

[root@master01 ~]# kubectl apply -f service.yaml

查看创建的service

[root@master01 ~]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.1.0.1       <none>        443/TCP        10d
web2         NodePort    10.1.114.168   <none>        80:31917/TCP   10s

查看service关联的ip

[root@master01 ~]# kubectl get endpoints
NAME         ENDPOINTS                                              AGE
kubernetes   192.168.4.91:6443                                      10d
web2         10.244.205.227:80,10.244.205.228:80,10.244.75.102:80   2m47s

4、Service类型——ClusterIP

默认类型是ClusterIP。默认，分配一个稳定的IP地址，即VIP，只能在集群内部访问。

[root@master01 ~]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.1.0.1       <none>        443/TCP   11d
web          ClusterIP   10.1.164.147   <none>        80/TCP    6s

在node节点可以访问ClusterIP的地址：

[root@work02 ~]# curl 10.1.164.147:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;

5、Service类型-NodePort

在每个节点上启用一个端口来暴露服务，可以在集群外部访问。也会分配一个稳定内部进群IP地址。

访问地址：<任意NodeIP>：<NodePort>

端口默认范围：30000-32767

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: NodePort

6、Service类型-LoadBalancer

LoadBalancer：与NodePort类似，在每个节点启用一个端口来暴露服务。除此之外，Kubernetes会请求底层云平台（华为云、腾讯云）上的负载均衡器，将每个Node（[NodeIP]:[NodePort]）作为后端添加进去。

service类型总结：

ClusterIP:在集群内部使用，也是默认值

ExternalName：通过返回定义的CNAME别名

NodePort：在所有安装了kube-proxy的节点上打开一个端口，此端口可以代理至后端的Pod，然后集群外部可以使用节点的IP地址和NodePort的端口号访问到集群的Pod服务。NodePort端口的默认范围是30000-32768

LoadBalance：使用云平台的

7、Service的网络代理模式

iptables

ipvs

8、继续编写一个Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
    release: canary
  clusterIP: 10.96.96.96
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 8080   #访问Service的端口
    targetPort: 80  #代理Pod的端口

9、无头Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-service
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
    release: canary
  clusterIP: None
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 8080
    targetPort: 80

无头service就是在定义service时指定 service.spec.clusterIP：None，即没有clusterip，这就是headless service，简称无头service。
无头service也有标签选择器，有标签选择器就说明有对应的endpoint。

平时的应用一般有这样2种情况，多个应用实例之间没有区别，比如最常见的nginx反向代理到后端服务器的多个应用上，这些后端应用是没有说明区别的。但是这样情况呢，比如Redis集群，每个Redis节点都是不同的，它们之间相互通行并组成一个集群，这时我们使用普通的service向nginx那样反向代理到多个后端应用就显得不合适了。

使用无头service。如要搭建6个节点的redis集群（3主3从架构），我们定义service并不是说要让service将请求连接负载均衡分发到这6个pod，因为这6个pod的实例都是不同的，他们都跑着不同的应用。这时无头service就派上用场的，无头service没有clusterip，直接绑定具体的Pod的IP，无头service经常用于statefulset的有状态部署。
同时创建所谓的 headless service 资源, 这个 headless service 不分配 ClusterIP, 因为根本不会用到. 集群内的节点是通过Pod名称+序号.Service名称确定彼此进行通信的, 只要序号不变, 访问就不会出错.

headless service不具有普通Service资源的负载均衡能力, 因为没有ClusterIP, 所以kube-proxy组件不处理此类服务, 在访问此类服务的时候返回的是所有后端Pod的Endpoints列表.

访问一个普通的Service, kube-proxy会将请求重定向到后端的某个Pod, 多次请求虽然发送到的后端可能不同, 但是前端是无感知的, 因为Service本身有固定IP.

但是访问一个headless service, 其实是随机且直接访问到后端Pod, 比如多次ping redis-service, 你会发现解析出来的地址是不同的, 而这些地址都是Pod的地址.

10、Service的三种代理模式

userspace 代理模式（K8S 1.1之前版本）
iptables 代理模式（K8S 1.10之前版本）
ipvs 代理模式（K8S 1.11 之后版本，激活ipvs需要修改配置）;让kubelet所在的主机，启动时装入以下几个模块：ip_vs，ip_vs_rr，ip_vs_wrr，ip_vs_sh，nf_conntrack_ipv4

posted @ 2023-02-12 21:37 中仕阅读(7) 评论(0) 编辑收藏举报

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