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
Service能够提供负载均衡能力,但是在使用上有以下限制:
Service的四种类型:
在Kubernetes集群中,每个Node节点运行一个kube-proxy进程,kube-proxy负责Service实现一种虚拟IP的形式,而不是ExternalName的形式,在Kubernetesv1.0版本,代理完全在userspace,在Kubernetes v1.1版本,新增了iptables代理,但并不是默认的运行模式。从Kubernetes v1.2版本开始,默认就是iptables代理,在Kubernetes v1.8.0-beta.0中,添加了ipvs代理,在Kubernetes v1.14版本开始默认使用ipvs代理
在Kubernetesv1.0版本Service是4层(TCP/UDP over IP)概念,在Kubernetes v1.1版本新增了Ingress API(beta版),用来表示7层(HTTP)服务
ipvs代理模式
这种模式,kube-proxy会监视Kubernetes Service对象和Endpoints,调用netlink接口以相对应地创建ipvs规则并定期与Kubernetes Service对象和Endpoint对象同步ipvs,以确保ipvs状态与期望一致,访问服务时,流量被重定向到其中一个后端Pod,与iptables类似,ipvs与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更多选项,例如:
ClusterIP主要在每个Node节点使用iptables/ipvs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
为例实现该流程,主要需要以下几个组件的协同工作:
创建Deployment信息
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: myapp-deploy
namespace: default
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: myapp
release: stabel
template:
metadata:
labels:
app: myapp
release: stabel
env: test
spec:
containers:
- name: myapp
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 80
创建Service信息
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
namespace: default
spec:
type: ClusterIP
selector:
app: myapp #标签选择器
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
查询命令
ipvsadm -Ln
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的值为None来创建Headless Service,这类Service并不会分配ClusterIP,kube-proxy不会处理它们,并且平台也不会为它们进行负载均衡和路由
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp-headless
namespace: default
spec:
selector:
app: myapp
ClusterIP: "None"
ports:
- port: 80
targetPort: 80
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,然后有kube-proxy进一步给对应的Pod
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
namespace: default
spec:
type: NodePort
selector:
app: myapp #标签选择器
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
查询命令
ipvsadm -Ln
LoadBalancer和NodePode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(收费,laas:负载均衡即服务)
这种类型的Service通过返回CNAME和它的值,可以将服务映射到ExternalName字段的内容,ExternalName Service是Service的特例,它没有selector,也没有定义任何的端口和endpoint,相反的,对于运行在集群外部的服务,它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
namespace: default
spec:
type: ExternalName
externalName: www.example.com
当查询主机my-service.default.svc.cluster.local时,集群的DSN服务将返回一个值my.database.example.com的CNAM记录,访问这个服务的工作方式和其他的相同,唯一不同的是重定向发生在DNS层,而且不会进行代理或转发