3.6 控制器之Service

╰半夏微凉° 2023-02-25 12:23 14阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、Service类型
 *   *  1. ClusterIP类型
     *  2、NodePort类型
     *  3. ExternalName类型服务
     *  4、Headless服务
     *   *  4.1 创建headless无头服务
         *  4.2 无头服务发现未就绪pod

# 一、Service类型 #

## 1. ClusterIP类型 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
如上图所示，ClusterIP把客户端的请求通过负载均衡路由到集群后端的pod中，ClusterIP类型的service主要在每个node节点上使用ipvs，将发到ClusterIP service端口的数据，转发到后端pod的kube-proxy中，然后kube-proxy内部实现负载均衡方法，查询到ClusterIP service下对应的pod的地址和端口，进而把数据转发给对应pod的地址和端口。  
k8s实现上述数据请求转发的原理如下图所示：  
当执行kubectl create 命令后，向apiServer发送了创建ClusterIp service的命令，然后apiServer把创建后的数据存储到etcd中；  
每一个node节点都有一个kube-proxy进程，该进程负责监控etcd的变化，即感知service的变化，然后把路由规则写入到pod中的ipvs规则中，ipvs使用NAT技术把流量转发至pod中。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**应用示例如下：**  
首先建立一个deployment.yaml用于部署多个pod

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: mydeployment
      namespace: default
    spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchLabels:
          app: myapp
          release: stabel
      template:
        metadata:
          labels:
            app: myapp
            release: stabel
        spec:
          containers:
          - name: myapp
            image: mynginx:v0.3
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            ports:
            - name: http
              containerPort: 80

然后创建一个ClusterIp service，实现负载均衡

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: myservice
      namespace: default
    spec:
      type: ClusterIP
      selector:
        app: myapp
        release: stabel
      ports:
      - name: http
        port: 8080
        targetPort: 80

分别创建资源如下：

#创建development
    [root@k8s-master01 cluster_work]# kubectl apply -f deployment.yaml 
    deployment.apps/mydeployment created
    
    #创建service
    [root@k8s-master01 cluster_work]# kubectl apply -f cluster_service.yaml 
    service/myservice created
    
    #查询pod及IP
    [root@k8s-master01 cluster_work]# kubectl get pod -o wide
    NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
    mydeployment-67667dddf9-gbl8c   1/1     Running   0          15s   10.244.2.99    k8s-node02   <none>           <none>
    mydeployment-67667dddf9-nzzxc   1/1     Running   0          15s   10.244.1.102   k8s-node01   <none>           <none>
    mydeployment-67667dddf9-tj896   1/1     Running   0          15s   10.244.2.98    k8s-node02   <none>           <none>
    
    #查询创建的myservice，集群地址为10.107.4.138
    [root@k8s-master01 cluster_work]# kubectl get svc
    NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
    kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP    2m12s
    myservice    ClusterIP   10.107.4.138   <none>        8080/TCP   8s
    
    #请求service
    [root@k8s-master01 cluster_work]# curl 10.107.4.138:8080
    hello lzj, this is version 3

通过上述命令，已经请求到服务，下面通过ipvsadm -Ln查看一下路由规则，发现10.107.4.138:8080路由到了10.244.2.99:80、10.244.2.98:80、10.244.1.102:80  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
I

## 2、NodePort类型 ##

NodePort类型的服务，在创建Service的时候将服务类型设置NodePort即可。设置服务类型为NodePort时，集群会在每个节点上打开一个端口，可以通过节点的IP+节点端口访问节点，然后节点把流量重定向到集群的Service服务，最后通过集群的IP+集群端口，负债均衡到后端的Pod应用。当服务类型设置为NodePort时，外部流量不仅可以通过集群IP+端口访问后端Pod应用，还可以通过节点的Ip+端口访问集群服务，然后通过集群服务负载到后端Pod应用中。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
示例如下，deployment继续用上面的mydeployment，下面创建NodePort类型的yaml文件nodeport.yaml

apiVersion: v1  		#版本
    kind: Service  			#资源类型
    metadata:
      name: mynodeport 		#service资源的名字
      namespace: default 	#资源的名称空间
    spec:
      type: NodePort 		#服务类型NodePort
      selector:  			#pod标签选择器
        app: myapp
        release: stabel
      ports:
      - name: http  		#端口名称别名
        port: 8080  		#集群对外暴露的端口，通过该端口可以访问集群
        targetPort: 80 		#pod端口
        nodePort: 31463 	#集群节点端口，通过该端口可以访问集群服务

#创建服务
    [root@k8s-master01 cluster_work]# kubectl apply -f nodeport.yaml 
    service/mynodeport created
    
    #查询服务，mynodeport即为新创建的服务
    [root@k8s-master01 cluster_work]# kubectl get svc
    NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
    kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          2d23h
    mynodeport   NodePort    10.106.33.216   <none>        8080:31463/TCP   16s
    
    #通过节点IP+节点暴露端口访问服务
    [root@k8s-master01 cluster_work]# curl 192.168.137.100:31463
    hello lzj, this is version 3
    [root@k8s-master01 cluster_work]# curl 192.168.137.10:31463
    hello lzj, this is version 3
    [root@k8s-master01 cluster_work]# curl 192.168.137.20:31463
    hello lzj, this is version 3
    
    #通过集群IP+集群端口访问后端pod应用
    [root@k8s-master01 cluster_work]# curl 10.106.33.216:8080
    hello lzj, this is version 3

## 3. ExternalName类型服务 ##

service集群可以将集群外部的服务暴露给集群内部的pod，当pod访问集群外部的服务时只需要访问service服务即可，当外部的服务地址变化时，只需要重新把外部服务的地址绑定在service，在service中创建endpoit即可。如下图所示  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
上述服务即为Service中的ExternalName类型服务，在创建服务资源时需要将type设置为ExternalName。如下yaml所示

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: external-svc-endpoint
    spec:
      type: ExternalName
      externalName: www.baidu.com
      ports:
      - name: http
        port: 80

当服务创建完成后，集群内的pod可以通过external-svc-endpoint.default.svc.cluster.local域名访问www.baidu.com，这样pod就直接访问到了外部的服务。

## 4、Headless服务 ##

上述创建Cluster Service，客户端访问Cluster Service后端的pod服务时，先访问Cluster IP，然后Cluster IP负载到后端的pod。但如果客户端访问pod时不需要通过Cluster Ip，而是直接访问到后端的pod，通过本节的headless服务即可实现该功能。headless为无头服务，即把ClusterIp字段设置为None即可。客户端访问后端pod时，可以通过coreDNS查找pod的IP，可以由多个pod。coreDNS会返回多个pod的IP，然后客户端直接链接到后端的pod。客户端访问后端pod时，如果有多个pod，客户端只能通过轮询后端pod的方式进行访问，没有其它负载方式。

### 4.1 创建headless无头服务 ###

创建headless时只需把clusterIP字段设置成None，其它保持与Cluster IP类型的服务保持一致。

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: nginx-dp
    spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
          - image: nginx
            name: nginx
            imagePullPolicy: IfNotPresent
    ---
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: nginx-headless
    spec:
      clusterIP: None   	#无头服务
      ports:
      - port: 80
        targetPort: 80
        protocol: TCP
      selector:
        app: nginx

通过yaml文件创建Deployment和Service后，查看headless服务，发现已经创建了三个访问点`Endpoints: 10.244.2.215:80,10.244.2.216:80,10.244.2.217:80`，正是三个pod的地址和端口。

[root@k8s-master01 headless_work]# kubectl describe service nginx-headless
    Name:              nginx-headless
    Namespace:         default
    Labels:            <none>
    Annotations:       kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                         { "apiVersion":"v1","kind":"Service","metadata":{ "annotations":{ },"name":"nginx-headless","namespace":"default"},"spec":{ "clusterIP":"None"...
    Selector:          app=nginx
    Type:              ClusterIP
    IP:                None
    Port:              <unset>  80/TCP
    TargetPort:        80/TCP
    Endpoints:         10.244.2.215:80,10.244.2.216:80,10.244.2.217:80 + 1 more...
    Session Affinity:  None
    Events:            <none>

### 4.2 无头服务发现未就绪pod ###

客户端访问后端pod服务时，通过coreDNS解析pod的地址后，提供给客户端进行访问，  
只需在service.spec.publishNotReadyAddresses字段设置true值，表示pod未准备就绪的也添加到coreDNS解析的列表中，该字段默认false，表示未准备就绪的pod不会添加到coreDNS解析列表，客户端是请求不到未准备就绪的pod。

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: nginx-headless
    spec:
      clusterIP: None
      publishNotReadyAddresses: true #未准备就绪的pod添加到DNS解析列表中，未就绪的pod也就开始提供服务了
      ports:
      - port: 80
        targetPort: 80
        protocol: TCP
      selector:
        app: nginx

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/3c1a4c76d33e4caba08b90650ce4021e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230209/455ce53ca3444549b3bc76916d11ce23.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20230209/6682cebe8e334cb88da440d1c8ac2c39.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230209/7164a905dff04710ba69ff9ea8fe8391.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA1MDIxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230209/47807871804449c3b8218615f8f42e48.png