kubernetes集群实战——暴露service供外部访问的4种方法（NodePort、LoadBalancer、ExternalName和分配公有IP）

1.service介绍

==Service可以看作是一组提供相同服务的Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。 ==
• service默认只支持4层负载均衡能力，没有7层功能。（可以通过Ingress实现）
service的类型：
• ClusterIP：默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问。
• NodePort：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个 NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP。
• LoadBalancer：在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均 衡器，并将请求转发到 :NodePort，此模式只能在云服务器上使用。
• ExternalName：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定）。

2.service类型应用

2.1 ClusterIP类型

== ClusterIP：默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问
集群内部运行一个pod==

2.2 NodePort类型

NodePort：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个 NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP
更改service类型：

kubectl edit svc myservice	##更改service类型为NodePort
kubectl get svc myservice
kubectl get pod -o wide	##集群中的节点开启了32290端口

外部访问测试
在物理机上进行访问测试

2.3 更改Service的规则方式为ipvsadm

Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的
• kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的CPU 资源。
• IPVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Pod。
开启kube-proxy的ipvs模式：

yum install -y ipvsadm 	##所有节点安装
kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system ##修改IPVS模式 mode: "ipvs" 
kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}' 	##更新kube-proxy pod

查看集群中每个节点的网卡信息可以看到多了kube-ipvs0这个网卡
IPVS模式下，kube-proxy会在service创建后，在宿主机上添加一个虚拟网卡： kube-ipvs0，并分配service IP。


生成ip_vs模块

kube-proxy通过linux的IPVS模块，以rr轮询方式调度service中的Pod。
直接访问，可以发现访问是轮调的
都访问到了server3这个节点上

vim pod2.yml	##增加副本数为4
kubectl apply -f pod2.yml 	##运用pod
kubectl get pod -o wide

当删除service后，ip改变但域名不变，此时我们依然能够访问

增加副本为4，可以看到在10.104.96.83下策略也随之增加

2.4 Headless Service “无头服务”与Pod滚动更新

Headless Service “无头服务”
• Headless Service不需要分配一个VIP，而是直接以DNS记录的方式解析出被代理Pod 的IP地址。
• 域名格式：$(servicename).$(namespace).svc.cluster.local
编辑service类型为NodePort

我们在访问时有时会很卡，需要很长时间才能访问到，这是因为它去调度到另一个节点转发请求，

这4次访问都在server4节点，其中两次访问需要跳转到另一个节点的ip上，所以会需要很长时间才能访问到
这里运用到vxlan的通信原理，后面博客会有对这种问题的处理方式

安装解析命令工具dig

在集群中定义的每个 Service（包括 DNS 服务器自身）都会被指派一个 DNS 名称。 默认，一个客户端 Pod 的 DNS 搜索列表将包含该 Pod 自己的 Namespace 和集群默认域。
通过域名解析访问，10.96.0.10就是Service的 DNS，你在访问这个地址时，实际上是后端有存在两个pod地址


后端两个pod地址：10.244.0.8、10.244.0.9



解析我们服务域名时通过这三个地址都会有ANSWER



Pod滚动更新
Pod滚动更新后，依然可以解析：

3. 暴露 Service

将 Service 暴露在一个外部 IP 地址上，Kubernetes 支持三种实现方式：NodePort 、LoadBalancer和ExternalName。

3.1 LoadBalancer

从外部访问 Service 的第二种方式，适用于公有云上的Kubernetes服务。这时候，你可以指定一个 LoadBalancer 类型的 Service。在service提交后，Kubernetes就会调用 CloudProvider 在公有云上为你创建 一个负载均衡服务，并且把被代理的 Pod 的 IP地址配置给负载均衡服务做后端
重新创建一个 Service，使用一个云负载均衡器，只需要将myservice的Type 改成 LoadBalancer

3.2 ExternalName

从外部访问的第三种方式叫做ExternalName

vim service.yml	##将myservice的Type改成ExternalName，并指定一个在公网上可用的域名
kubectl apply -f service.yml	##运行
kubectl get svc	##得到ExternalName类型的service
dig myservice.default.svc.cluster.local @10.244.0.8	##发现多了一个别名，依然可以访问域名

更改一下在公网上可用的域名为www.baidu.com，进行测试，也是多了一个域名，对我们的访问没有任何影响

3.3 为service分配公有ip

在 EXTERNAL-IP 列指定的 IP 地址是在公网上可用的；CLUSTER-IP 只在集群/私有云网络中可用

vim service.yml	##指定EXTERNAL-IP 列的 IP 地址172.25.12,100
kubectl apply -f service.yml	##运行
kubectl get svc	##得到 EXTERNAL-IP 列指定的 IP 地址类型的service

server2上出现公有ip


测试：可以直接访问

两条访问记录都在server2节点上