发布时间:2023-02-27 14:00
目录
一、Service概述
二、Service资源清单文件
三、Service的几种类型介绍和实验演示
1、环境准备
2、ClusterIP类型的Service
3、HeadLiness类型的Service
4、NodePort类型的Service
5、LoadBalancer类型的Service
6、ExternalName类型的Service
(kubernetes的流量负载组件包含:Service和Ingress,Service用于四层路由的负载,Ingress用于七层路由的负载,本文介绍Service,下一文介绍Ingress)
在kubernetes中,pod是应用程序的载体,我们可以通过pod的ip来访问应用程序,但是pod的ip地址不是固定的,这也就意味着不方便直接采用pod的ip对服务进行访问。
为了解决这个问题,kubernetes提供了Service资源,Service会对提供同一个服务的多个pod进行聚合,并且提供一个统一的入口地址。通过访问Service的入口地址就能访问到后面的pod服务。
Service在很多情况下只是一个概念,真正起作用的其实是kube-proxy服务进程,每个Node节点上都运行着一个kube-proxy服务进程。当创建Service的时候会通过api-server向etcd写入创建的service的信息,而kube-proxy会基于监听的机制发现这种Service的变动,然后它会将最新的Service信息转换成对应的访问规则。
# 10.97.97.97:80 是service提供的访问入口
# 当访问这个入口的时候,可以发现后面有三个pod的服务在等待调用,
# kube-proxy会基于rr(轮询)的策略,将请求分发到其中一个pod上去
# 这个规则会同时在集群内的所有节点上都生成,所以在任何一个节点上访问都可以。
[root@node1 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.97.97.97:80 rr
-> 10.244.1.39:80 Masq 1 0 0
-> 10.244.1.40:80 Masq 1 0 0
-> 10.244.2.33:80
kube-proxy目前支持三种工作模式:
(1)、userspace 模式
userspace模式下,kube-proxy会为每一个Service创建一个监听端口,发向Cluster IP的请求被Iptables规则重定向到kube-proxy监听的端口上,kube-proxy根据LB算法选择一个提供服务的Pod并和其建立链接,以将请求转发到Pod上。
该模式下,kube-proxy充当了一个四层负责均衡器的角色。由于kube-proxy运行在userspace中,在进行转发处理时会增加内核和用户空间之间的数据拷贝,虽然比较稳定,但是效率比较低。
(2)、iptables模式
iptables模式下,kube-proxy为service后端的每个Pod创建对应的iptables规则,直接将发向Cluster IP的请求重定向到一个Pod IP。 该模式下kube-proxy不承担四层负责均衡器的角色,只负责创建iptables规则。该模式的优点是较userspace模式效率更高,但不能提供灵活的LB策略,当后端Pod不可用时也无法进行重试(即如果转发到的Pod有问题,该模式下也不会重新转发到其他pod,这也是个重大缺点)。
(3)、ipvs模式(默认推荐模式)
ipvs模式和iptables类似,kube-proxy监控Pod的变化并创建相应的ipvs规则。ipvs相对iptables转发效率更高。除此以外,ipvs支持更多的LB算法(可以轮询、随机、加权轮询、基于session转发等等)。
如上图,ipvs工作流程是:api-server发送请求,创建service,创建service的时候kube-proxy会生成一套ipvs策略,当client端有请求过来的时候,会基于kube-proxy生成的ipvs策略将请求转发到具体的pod服务上。
另外ipvs模式的使用需要满足一定的要求:
a、当前系统必须安装ipvs内核模块,这一步在前面章节搭建k8s集群的时候安装过
b、安装完后需要开启ipvs
# 此模式必须安装ipvs内核模块,否则会降级为iptables
# 开启ipvs
[root@k8s-master01 ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
# 修改mode: "ipvs"
#删除并重建pod
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete pod -l k8s-app=kube-proxy -n kube-system
#再次查看ipvs状态,已经是开启状态了
[root@node1 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.97.97.97:80 rr
-> 10.244.1.39:80 Masq 1 0 0
-> 10.244.1.40:80 Masq 1 0 0
-> 10.244.2.33:80 Masq 1 0 0
kind: Service # 资源类型
apiVersion: v1 # 资源版本
metadata: # 元数据
name: service # 资源名称
namespace: dev # 命名空间
spec: # 描述
selector: # 标签选择器,用于确定当前service代理哪些pod
app: nginx
type: # Service类型,指定service的访问方式
clusterIP: # 虚拟服务的ip地址
sessionAffinity: # session亲和性,支持ClientIP、None两个选项,可以将同一个请求指定分配到指定pod
ports: # 端口信息
- protocol: TCP
port: 3017 # service端口
targetPort: 5003 # pod端口,service端口转发到pod端口实现服务访问
nodePort: 31122 # 主机端口
ClusterIP:默认值,它是Kubernetes系统自动分配的虚拟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,通过此方法,就可以在集群外部访问服务
LoadBalancer:使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发,注意此模式需要外部云环境支持
ExternalName: 把集群外部的服务引入集群内部,直接使用