Kubernetes服务：初学者指南

在这篇文章中，我们将讨论服务、其用途以及如何创建和使用它。假设您对minikube、kubectl和部署类型有着基本的了解。Kubernetes“服务”是一个抽象概念，定义了一组逻辑Pod及其访问策略。一般来说，

· 该等服务所针对的Pod可通过标签选择器找到。

· 对于Kubernetes本机应用，只要该等服务中的Pod集发生更改，端点API就会更新。对于非本机应用，基于虚拟IP的服务桥负责重定向至后端Pod。

· 该等服务将会分配到一个IP地址（“集群IP”），由服务代理所使用。

· 该等服务可将入站端口映射到任何targetPort。（默认情况下，targetPort将被设置为与端口字段相同的值，并且可定义为字符串。）

· 在每个后端Pod中，该名称所分配到的实际端口编号都可以是不同的。例如，您可以更改pod在下一个后端软件版本中发布的端口号，但不会破坏客户端。

· 该等服务支持TCP、UDP和SCTP协议。默认值为TCP。

· 该等服务在定义时可带有也可不带有选择器。

· 该等服务支持多个端口定义。

服务类型

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该等服务共分4类：

· ClusterIP – 您可使用集群内部的IP发布这类服务。只能从集群内部访问服务。这是默认类型。

· NodePort – 您可在静态端口使用每个节点的IP发布这类服务。作为NodePort服务的路由目标，ClusterIP服务是自动创建的。您将能够在集群外部使用“:”联系NodePort服务。

· LoadBalancer – 您可使用云提供商的负载均衡器对外发布这类服务。作为外部负载均衡器的路由目标，NodePort和ClusterIP服务是自动创建的。

· ExternalName – 您可通过返回带有服务值的CNAME记录将这类服务映射到externalName字段的内容（如foo.bar.example.com）。

在继续前进之前，我们来回顾一下kube-proxy在kubernetes中扮演的角色：它负责针对ExternalName以外的服务类型实施某种形式的虚拟IP。 为此，您可以设置3种可能的模式。

· Proxy-mode: userspace – 在此模式下，kube-proxy监视Kubernetes主服务器对服务和端点对象的添加和删除情况。对于每项服务，它都会在本地节点上打开一个随机选择的端口。通往“代理端口”的任何连接都将以代理方式与服务的一个后端Pod相连接（就像端点中所报告的那样）。

· Proxy-mode: iptables – 在此模式下，kube-proxy监视Kubernetes主服务器对服务和端点对象的添加和删除情况。对于每项服务，它都会安装iptables规则，以捕获面向服务的clusterIP（虚拟）和端口的流量，并将流量重定向到服务的后端集合之一。对于每个端点对象，它都会安装用于选择后端Pod的iptables规则。默认情况下，后端的选择是随机做出的。

· Proxy-mode: ipvs – 在此模式下，kube-proxy监视Kubernetes服务和端点，调用netlink接口以相应地创建ipvs规则，并定期与Kubernetes服务和端点同步ipvs规则，以确保ipvs状态符合预期。当服务被访问时，流量将被重定向到其中的一个后端Pod。

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发现服务

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您可通过两种方法在kubernetes中发现服务：ENV变量或DNS。

· ENV Var – 当您在节点上运行Pod时，kubelet为针对每个活动的服务添match加一组环境变量

· DNS – DNS服务器是一个集群加载项，用于监视Kubernetes API以获取新服务信息，同时为每项服务创建一组DNS记录。如果您在整个集群中启用了DNS，那么，所有的Pod都应能够自动对服务进行名称解析。这是推荐使用的选项。

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无头服务

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有时，您无需或者不希望对单个服务IP实施负载均衡。此时，您可通过将集群IP规定为“节点”(.spec.clusterIP)来创建“无头”服务。

带选择器 - 对于定义选择器的无头服务，端点控制器在API中创建端点记录并修改DNS配置，以返回直接指向为该等服务提供支持的Pod的A记录（地址）。

不带选择器 - 对于不定义选择器的无头服务，端点控制器不会创建端点记录。但DNS系统会查找并配置：

· 对于ExternalName类服务，查找并配置CNAME记录。

· 针对与该等服务共享名称的任何端点查找并配置记录。

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创建服务

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为了帮助您了解如何使用服务，我们看看一个运行着两个Hello World应用的简单示例。我们使用一个部署类型来创建这个Hello world应用。部署启动并开始运行后，我们将使用ClusterIP为这个应用创建服务。

首先，让我们通过运行“kubectl run hello-world –replicas=2 –labels=”run=load-balancer-example” –image=gcr.io/google-samples/node-hello:1.0 –port=8080”来创建部署。

在没有详细说明的情况下，该命令将创建一个包含hello world应用2个副本的部署。如果我们运行“kubectl get deployment hello-world”，将能够看到这个部署已经启动，我们可使用该部署来检查刚刚创建的副本集和pod。

  $kubectl get deployments hello-worldNAME          DESIRED   CURRENT 

   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGEhello-world   2         2         2         

    2           56s

现在，我们的应用已开始运行，我们将如何访问它呢？我们创建了“ClusterIP”类型的服务。我们可针对该项服务创建并使用yaml清单，或者，我们可对该部署应用“kubectl expose”命令（expose命令能给该部署创建服务，但不创建yaml文件）。最简单的方法是使用kubectl expose命令。

  $ kubectl expose deployment hello-world --type=ClusterIP --name=example-serviceservice "example-service" exposed 

在这里，我们正在为hello-world应用创建名为example-service的ClusterIP类服务。

为了访问该应用，我们运行“kubectl get service example-service ”以获取端口号，然后，我们运行名为port-forward的特殊命令。这是因为我们的服务类型是ClusterIP，并且此类服务只能从集群内访问，因此，通过工作站访问该应用的唯一方法便是将该端口转发到本地端口。我们也可使用其他类型的命令，例如可在AWS或GCP中创建LB的“LoadBalanacer”，接下来，我们可通过端口编号使用分配给LB的dns地址来访问该应用。

  $ kubectl get service example-serviceNAME              TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGEexample-service   ClusterIP   100.20.149.98           8080/TCP   1h$ kubectl port-forward service/example-service 8080:8080Forwarding from 127.0.0.1:8080 -> 8080