云原生架构之SpringCloudKubernetes 服务注册发现方案(东西流量)
一 方案概述
通常将spring cloud应用上K8s集群，使用spring cloud kubernetes，服务注册依旧为使用k8s服务注册，服务发现利用其discover可以通过K8s api发现一个服务后的一组实例，负载均衡使用spring cloud kubernetes ribbon实现（改方案负责均衡为客户端负载均衡）。
二 SpringBoot + K8s service服务注册发现方案
2.1 方案简介
在k8s中部署spring cloud 项目，可采用spring cloud kubernetes完成服务发现、动态配置，使用spring cloud openFeign完成服务间的通信，spring cloud ribbon实现负载均衡.采用如上几个模块，可以在k8s的环境下，实现重试，超时，限流，负载均衡等常用功能。
简单来讲，该模块主要封装了跟api Servier的http交互，方便项目中对api Server的请求和读取k8s中的 服务注册发现 Services / Endpoints 和配置中心的 ConfigMaps 和 Secrets 。
例如获取服务列表或服务的实例信息
2.2 服务注册发现实现
2.2.1 服务注册过程：
spring cloud 服务配置有serivce的服务，启动后k8s集群针对调用该service，后端会返回具体的pod列表。
2.2.2 服务发现过程：
通过 spring cloud kubernetes的服务发现，调用k8s api获取pod实例的ip和端口，从而发现轮训调用。
2.3 方案特点
- 优点：
- 服务直接通过k8s服务发现，获取service后的实例POD IP和端口，流量直接对POD发起，不经过service转发，性能好。
- 不足：
- 负责均衡算法在服务调用端（客户端）实现，例如ribbon实现，如果后期使用服务治理框架例如istio/linkerd不适用。
三 实战
3.1 服务提供者
3.1.1 提供者逻辑
springboot-init 为服务提供者，对外提供 /services 用于获取 K8s 名称空间的名称，及返回相应 POD 的hostname。服务注册，仅需为服务编写 service yaml 资源清单即可。
3.1.2 服务发现
通过引入 spring-cloud-starter-kubernetes-client-all 进行服务发现
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-kubernetes-client-all
2.1.3
3.1.3 项目目录结构
├── Dockerfile // Dockerfile
├── HELP.md
├── README.md
├── deploy // 部署文件
│ └── deployment.yaml
├── mvnw
├── mvnw.cmd
├── pom.xml
├── springboot-init.iml
├── src
│ ├── main
│ │ ├── java
│ │ │ └── com
│ │ │ └── xuel
│ │ │ └── springbootinit
│ │ │ ├── DiscoveryService.java // 服务发现，提供接口
│ │ │ └── SpringbootInitApplication.java
│ │ └── resources
│ │ ├── application.yml // 配置文件
│ │ ├── static
│ │ └── templates3.1.4 k8s部署文件
K8s 部署文件中仅需deploy 和 svc即可，注意在deploy 中切记配置 readinessProbe ，如果服务提供者启动多副本，服务消费端获取到endpoints中的pod，才发起请求。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
namespace: spring
name: springboot-init
labels:
app: springboot-init
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: springboot-init
template:
metadata:
labels:
app: springboot-init
spec:
containers:
- name: springboot-init
image: ccr.ccs.tencentyun.com/xxxxxxxxx-dev/springbootinit:v5
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 8080
protocol: TCP
livenessProbe:
httpGet:
port: 8080
path: /health
periodSeconds: 10
initialDelaySeconds: 3
terminationGracePeriodSeconds: 10
failureThreshold: 5
timeoutSeconds: 10
readinessProbe:
httpGet:
port: 8080
path: /health
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
failureThreshold: 5
timeoutSeconds: 10
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: springbootinit
namespace: spring
labels:
app: springboot-init
spec:
ports:
- port: 8080
protocol: TCP
targetPort: 8080
type: ClusterIP
selector:
app: springboot-init3.1.5 项目源码
3.2 服务消费端
3.2.1 消费者逻辑
服务注册，仅需为服务编写 service yaml 资源清单即可。 springboot-client 为使用 k8s service 进行服务发现 endpoints 列表，通过 ribbon 进行服务发起(客户端)进行负载均衡。
3.2.2 服务发现
通过引入 spring-cloud-starter-kubernetes-client-all 进行服务发现； 通过引入 spring-cloud-loadbalancer 进行客户端负载均衡； 通过引入 spring-cloud-starter-openfeign 进行客户端http 请求发起。
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-openfeign
3.1.3
org.springframework.cloud
spring-cloud-loadbalancer
3.1.3
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-kubernetes-client-all
2.1.3
3.2.3 项目目录结构
├── Dockerfile
├── HELP.md
├── README.md
├── deploy
│ └── deploy.yaml
├── mvnw
├── mvnw.cmd
├── pom.xml
├── springboot-client.iml
├── src
│ ├── main
│ │ ├── java
│ │ │ └── com
│ │ │ └── xuel
│ │ │ ├── controller // controller
│ │ │ │ └── FeignDemoController.java
│ │ │ ├── feign
│ │ │ │ └── ServiceDemoFeign.java // 定义远程调用feign接口
│ │ │ ├── service // service
│ │ │ │ ├── FeignDemoService.java
│ │ │ │ └── impl
│ │ │ │ └── FeignDemoServiceImpl.java // service 实现
│ │ │ └── springbootclient
│ │ │ └── SpringbootClientApplication.java // 启动类
│ │ └── resources
│ │ ├── application.properties
│ │ ├── static
│ │ └── templates3.2.4 k8s部署文件
参考 3.1.4 基本一致。
3.2.5 项目源码
项目位置： github.com/redhatxl/cl…
四 测试
4.1 访问服务提供者
由于本地mac 使用kind部署，通过port-forward进行映射到宿主机。
k port-forward -n spring --address 0.0.0.0 svc/springbootinit 9999:8080/services : 获取到对的service 列表，当前的时间，相应的 Pod 主机名称。
4.2 访问服务消费者
k port-forward -n spring --address 0.0.0.0 svc/springbootclient 8888:8080 /clientsvc : 获取 K8s 内部列表，即请求到的 POD hostname。
连续刷新，可以看到负载均衡效果。
4.3 查看资源
五 其他
总结下来，服务注册通过给服务添加service，服务发现通过springcloudkubernetes 的 discover进行发现endpoints 中pod，通过feign发起调用，通过ribbon进行负责均衡。