k8s的service资源类型有ClusterIP、Nodeport、ExternalName、LoadBalancer、Headless(None)

1. ClusterIP

是什么

ClusterIP 是在所有节点内生成一个虚拟IP，为一组pod提供统一的接入点，当service存在时，它的IP地址和端口不会发生改变，客户端通过service的ip和端口建立连接，由service将连接路由到该服务的任意一个后端pod上，通过这种方式，客户端不需要知道每个pod的具体ip，pod可以随时移除或创建，同时实现pod间的负载均衡。

Service通过使用标签选择器来指定哪些pod属于同一组。

创建service:

注意：

Port : 80 为Service 服务端口,  targetPort:8080 为POD中的容器内部端口, 一般情况下保持一致!

新的服务会分配一个集群内部IP，只能在集群内部访问，服务的主要目标是使集群内其他pod可以访问当前这种service 服务的pod，但通常也希望对外暴露服务，如何对外暴露，在文章后面有讲解

集群内部服务流转：

配置服务的会话亲和性

同一个客户端向一组pod的服务发起请求，服务每次将请求转发给不同的pod，如果希望特定的客户端产生的所有请求都指向同一个pod，可以设置服务的sessionAffinity属性为ClientIP（而不是None，None是默认值）

这种方式会将来自同一个clientIP的所有请求转发至同一个pod。

k8s仅支持None和ClinetIP两种会话亲和性配置，不支持基于cooki的会话亲和性选项，因为k8s的service不是在http层面工作，服务处理TCP和UDP包，cookie是HTTP协议的内容，所以service并不知道cookie。

同一个服务可以暴露多个端口，暴露多个端口必须为端口指定名字。

服务发现方式

客户端pod如何知道服务的IP和端口？有两种方式

1. 通过环境变量

当创建一个新pod时，k8s会初始化一系列环境变量给容器，其中包含当前存在的所有服务IP和端口，在任意一个pod容器中执行env命令，可以看到

 如上图所示，包含一个叫kubia的服务的地址和端口

2. 通过DNS发现服务（跨VPC 服务访问：coreDNS 解析）

k8s的kube-system命名空间下有一个自带的dns服务组件kube-dns，集群中的所有pod都使用它作为dns，在每个容器的/etc/resolv.conf中有配置，所有pod中的进程dns查询都会被这个dns服务器响应，这个服务器知道集群中运行的所有服务。

（pod是否使用内部的dns服务器是根据pod中spec的dnsPolicy属性决定的）

客户端在知道服务名的前提下可以通过全限定域名（FQDN）来访问服务，格式为

{servicename}.{namespace}.svc.cluster.local

例如一个backend服务在default命名空间下，其域名为backend.default.svc,cluster.local，如果是在同一个命名空间下，可以省略命名空间及后面的部分

注意：直接ping service Ip是不通的，这是因为服务的集群IP是一个虚拟IP，并且只有与端口结合时才有意义。

DNS 解析文件/etc/resolv.conf 

配置domain域： 声明主机的域名，当查询不完全的域名时主机名将被使用(相当于search的默认值)

配置search域：调整/etc/resolv.conf配置文件，添加search，会顺序补全，直到有响应

 2. 就绪探针(readinessProbe)

我们已经知道pod的标签和服务选择器一样时，pod就会作为服务的后端，但是存在一种情况，pod刚启动时还没有加载好配置，或者需要执行预热防止第一个请求时间过长，这时不想让该pod接收请求。

方案是实用就绪探测器，k8s定期向pod执行探测，发现探测结果成功了才将服务转发过去。

就绪探针有三种类型

Exec探针 ：在容器内执行进程，根据进程退出码决定

HTTP GET探针： 向容器发送http get请求，根据返回码决定

TCP socket探针 ：向容器指定端口打开TCP连接，如果连接成功，判定为就绪

启动容器后会定期向容器执行探针操作，如果pod报告为尚未就绪，则会从对应的服务中剔除该pod,等下次探测成功后，再将pod添加到endpoints

3. headless （无头服务一般用户集群内部访问）

创建服务时默认会生成一个集群IP，客户端无需知道后面有几个pod，但是如果需要具体每一个pod 的IP呢，只需要指定clusterIp为None即可，即headless,headless类型的区别就是不会为服务生成虚拟IP

 常规的服务通过DNS服务器获得servicename.namespace.svc.cluster.local的是集群IP,而headless服务获取该域名的实际IP是所有后台pod的IP列表。

从客户端角度来看headless与常规服务并无不同，但是对于headless服务，由于DNS返回了pod的IP，客户端直接连接到pod，而不是通过服务代理。

headless仍然提供跨pod负载均衡，但是是通过DNS轮询机制不是通过服务代理。

连接集群外部服务的方式：手动配置Endpoint、使用ExternalName 为外部服务创建别名。

1. Endpoint

服务service和pod并不是直接相连的，它们之间有个Endpoint资源，Endpoint资源就是一组pod的ip地址和端口的列表，和其他k8s资源一样，可以通过kubectl get endpoints 查看信息。

在Service的spec中定义的pod选择器，不是由服务直接使用，而是用于构建IP和端口列表，然后存储在Endpoint资源中。

如果创建服务时不指定选择器，将不会创建Endpoints（没有选择器不知道服务该包含哪些pod），这样可以分别手动配置它们。

为没有选择器的服务创建Endpoint资源，注意Endpoint是一个独立的资源，并不是Service的属性，由于Service没指定选择器，所以需要手动创建Endpoint

 Endpoint对象需要与服务同样的名称，并包含目标IP地址和端口列表，这样服务就可以和有选择器一样正常使用了。将IP配置为外部服务，就可以连接外部服务了

2. ExternalName （跨VPC 外部服务访问）

创建外部服务的别名，创建service时指定type字段为ExternalName,例如有一个外部服务域名为api.somecompany.com

服务创建后可以通过external-service.defaul.svc.cluster.local 连接外部服务，ExternaleName服务仅在DNS级别实施，为服务创建了简单的CNAME DNS记录，因此，连接到服务的客户端将直接连接到外部服务，完全绕过服务代理。出于这个原因，这些类型的服务不会有集群IP.

CNAME 记录指向完全限定的域名而不是数字IP地址。

暴露服务的几种方式：Nodeport、LoadBalancer、Ingress↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

4. Nodeport

创建Servcie时指定type为Nodeport，会在所有集群节点上开一个相同的端口，创建Nodeport时的同时会创建ClusterIP，指定端口不是强制的，如果忽略，集群会自动分配一个

 在集群内部可以通过clusterip访问，集群外部通过节点IP:nodeport 访问。到达任何一个节点的连接将会被重定向到一个随机的pod，该pod不一定是位于接收节点的Pod.

 如果集群外部的客户端总是指向某个指定节点，那么当这个节点故障时将无法访问，因此节点前面需要一个负载均衡器，以保证发送的请求传播到健康的节点。

5. loadbalancer

负载均衡器

负载均衡器拥有一个可公开访问的IP地址，并将连接重定向到服务。需要注意的是 ，loadbalancer需要额外的基础设施支持，如果环境不支持，则不会调负责均衡器，该服务就像一个Nodeport服务一样了。

防止不必要的网络跳数
当外部客户端通过节点端口（包括使用负载均衡的情况），随机选择的pod不一定和接收连接在同一个节点，需要额外的网络跳转，可以在服务的sepc中设置亲和性为local避免这种情况

 弊端是这样必须要保证节点都有Pod，如果节点没有pod，连接会被挂起。同时会出现pod负载不均衡，如下图

获取客户端IP
在集群内访问服务时，服务端可以获取客户端地址，但是通过节点端口访问时，由于发生了源网络地址转换（SNAT），因此数据包的源IP地址发生了更改。使用上述的Local策略可以保留源IP，因为接收连接的节点和pod节点没有额外的跳跃（不执行SNAT）。

6. Ingress

上文介绍的LoadBalancer需要自己的负载均衡器，以及独有的公网IP地址，而Ingress只需要一个公网IP就能为许多服务提供访问。当客户端向Ingress发送http请求时，Ingress会根据请求的主机名和路径决定要发送的服务。

 Ingress在应用层工作，可以提供基于cookie的会话亲和性功能。

Ingress必需要Ingress控制器才能运行，不同的k8s环境使用不同的控制器实现，首先要确保环境启用了Ingress控制器。

  

上图定义了一个单一规则的Ingress，Ingress控制器收到的请求主机kubia.example.com的请求会被发送到kubia-noport服务的80端口。

获取Ingress的IP地址：

 配置DNS服务器将kubia.example.com指向得到的IP，或者在客户端 /etc/hosts文件中配置。

将不同服务映射到同一主机名的不同路径下：

将不同服务映射到不同主机名下：

排除服务故障思路:

服务是k8s的重要概念，也是让许多开发感到困惑的根源。许多开发同学为了弄懂无法通过服务IP或FQDN连接到pod的原因花了大量时间。了解如何排序服务故障是有必要的，如果无法访问pod，排查如下：

首先， 确保从集群内连接到服务的集群IP,而不是从外部
不要通过ping服务IP 来判断服务是否可访问（请记住，服务的集群IP是虚拟IP, 是无法ping通的）。
如果已经定义了就绪探针， 请确保 它返回成功；否则该pod不会成为服务的一部分 。
要确认某个容器是服务的一部分， 请使用kubectl get endpoints来检查相应的端点对象。
如果尝试通过FQDN或其中一部分来访问服务（例如,myservice.mynamespace.svc.cluster.local或 myservice.mynamespace), 但
并不起作用， 请查看是否可以使用其集群IP而不是FQDN来访问服务 。
检查是否连接到服务公开的端口，而不是目标端口 。
尝试直接连接到podIP以确认pod正在接收正确端口上的 连接。
如果甚至无法通过pod的IP 访问应用， 请确保应用不是仅绑定 到本地主机。