关于golang:一份Yaml的K8S之旅上

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前言

常常有人问：“浏览器输出 url 后产生了什么”，这个问题看似简略，然而却能全面的考查一个人对系统的理解水平。如果把这个问题引申到 k8s 畛域，就能够问出“K8sClient 提交 Yaml 后产生了什么”这样相似的问题。同样的，要答复这个问题，须要咱们对 k8s 的设计有一个比拟残缺的理解。本文就试图答复这个问题，带着大家体验一下一份 Yaml 的 K8S 之旅。

k8s 的设计

k8s 能够说是松耦合设计的一个典型，如下图所示，各个组件都和 ApiServer 进行通信，只有 ApiServer 能够写 Etcd，这样做的的益处有许多：各个组件解耦了，能够独立倒退；各组件也能够散布在不同的机器上，防止单机忙碌，甚至对某些要害组件能够多实例部署，加强性能和可用性；因为数据库 Etcd 保护了集群的外围元数据和状态，由 ApiServer 对立验证鉴权更正当；等等。

理解了 k8s 的整体设计后，上面咱们以 Service 这个利用最关怀的资源的 Yaml 文件提交后的成果进行剖析，其它资源也是大同小异。

以 Service 为例

零碎的整体解决流程图大抵如下，首先在 k8s 启动后，各个组件包含 CoreDNS、各个 Controller 都会连贯到 ApiServer（list/watch），在 client 如 kubectl 提交 yaml 后，API server 会把相干资源存储到 Ectd 中并告诉各个组件，各个组件而后各自进行本人的相干操作，最初产生了一个能够对外提供服务的 service。

理解了整体流程后，咱们来对流程中波及的各个组件进行粗疏的剖析。

ApiServer

ApiServer 会启动一个 httpsserver，并把相干端点注册到具体的 storage，其中以“api”结尾的属于 legacy，其注册的局部常见端点有：

restStorageMap := map[string]rest.Storage{
    "pods":             podStorage.Pod,
    "services":        serviceRest,
    "endpoints": endpointsStorage,
    "nodes":        nodeStorage.Node,
    ......
}

首先咱们来看看通用的 storage

type Store struct {
    // NewFunc returns a new instance of the type this registry returns for a
    // GET of a single object, e.g.:
    //
    // curl GET /apis/group/version/namespaces/my-ns/myresource/name-of-object
    NewFunc func() runtime.Object
    // NewListFunc returns a new list of the type this registry; it is the
    // type returned when the resource is listed, e.g.:
    //
    // curl GET /apis/group/version/namespaces/my-ns/myresource
    NewListFunc func() runtime.Object}
// 资源创立办法
func (e *Store) Create(ctx context.Context, obj runtime.Object, createValidation rest.ValidateObjectFunc, options *metav1.CreateOptions) (runtime.Object, error) {
    // 校验资源合法性
    if createValidation != nil {if err := createValidation(ctx, obj.DeepCopyObject()); err != nil {return nil, err}
    }
    name, err := e.ObjectNameFunc(obj)
    key, err := e.KeyFunc(ctx, name)
    qualifiedResource := e.qualifiedResourceFromContext(ctx)
    ttl, err := e.calculateTTL(obj, 0, false)
    
    out := e.NewFunc()
    // 最终调用的要么是 dryrun，要么是 etcd3
    // https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/7f7378eddfe7a817c47fc75c220a729f4b78b913/staging/src/k8s.io/apiserver/pkg/storage/etcd3/store.go#L144
    if err := e.Storage.Create(ctx, key, obj, out, ttl, dryrun.IsDryRun(options.DryRun)); err != nil {err = storeerr.InterpretCreateError(err, qualifiedResource, name)
        err = rest.CheckGeneratedNameError(e.CreateStrategy, err, obj)
        // 资源已存在则能够原谅
        if !apierrors.IsAlreadyExists(err) {return nil, err}
        // 创立后没法取得则不能原谅
        if errGet := e.Storage.Get(ctx, key, "", out, false); errGet != nil {return nil, err}
    }
    // 切面
    if e.AfterCreate != nil {if err := e.AfterCreate(out); err != nil {return nil, err}
    }
    return out, nil
}

从 restStorageMap 可见解决逻辑是 Service 和 Endpoints 对象都要被存入 etcd，其中 Service 还有一些非凡的逻辑（如调配 IP，健康检查等），而 Endpoint 没啥额定的逻辑，间接应用通用的 storage 即可。

// service 创立逻辑
func (rs *REST) Create(ctx context.Context, obj runtime.Object, createValidation rest.ValidateObjectFunc, options *metav1.CreateOptions) (runtime.Object, error) {service := obj.(*api.Service)
    // 切面
    if err := rest.BeforeCreate(registry.Strategy, ctx, obj); err != nil {return nil, err}
    // 是否须要开释 IP，相似于事务，如果调配出错的话，把 ip 还给资源池
    releaseServiceIP := false
    defer func() {
        if releaseServiceIP {if helper.IsServiceIPSet(service) {allocator := rs.getAllocatorByClusterIP(service)
                allocator.Release(net.ParseIP(service.Spec.ClusterIP))
            }
        }
    }()
    var err error
    if !dryrun.IsDryRun(options.DryRun) {
        // 对于不是 ExternalName 类型的 service 才调配 IP
        if service.Spec.Type != api.ServiceTypeExternalName {
            // 这个 分配器 实际上基于 etcd
            allocator := rs.getAllocatorBySpec(service)
            if releaseServiceIP, err = initClusterIP(service, allocator); err != nil {return nil, err}
        }
    }
    // 由 分配器 调配端口
    nodePortOp := portallocator.StartOperation(rs.serviceNodePorts, dryrun.IsDryRun(options.DryRun))
    // 同样须要判断是否须要回收
    defer nodePortOp.Finish()
    // 对于 NodePort 和 LoadBalance 类型的 service 都要调配端口
    if service.Spec.Type == api.ServiceTypeNodePort || service.Spec.Type == api.ServiceTypeLoadBalancer {if err := initNodePorts(service, nodePortOp); err != nil {return nil, err}
    }
    // 对于须要健康检查的 service 调配专门的端口
    // 至于 loadbalance 类型且 ExternalTrafficPolicy 为 Local 的才须要调配
    if apiservice.NeedsHealthCheck(service) {if err := allocateHealthCheckNodePort(service, nodePortOp); err != nil {return nil, errors.NewInternalError(err)
        }
    }
    // 理论创立
    out, err := rs.services.Create(ctx, service, createValidation, options)
    if err != nil {err = rest.CheckGeneratedNameError(registry.Strategy, err, service)
    }
}
// 基于 etcd 的 ip 分配器
serviceClusterIPAllocator, err := ipallocator.NewAllocatorCIDRRange(&serviceClusterIPRange, func(max int, rangeSpec string) (allocator.Interface, error) {mem := allocator.NewAllocationMap(max, rangeSpec)
    // TODO etcdallocator package to return a storage interface via the storageFactory
    etcd, err := serviceallocator.NewEtcd(mem, "/ranges/serviceips", api.Resource("serviceipallocations"), serviceStorageConfig)
    if err != nil {return nil, err}
    serviceClusterIPRegistry = etcd
    return etcd, nil
})
if err != nil {return LegacyRESTStorage{}, genericapiserver.APIGroupInfo{}, fmt.Errorf("cannot create cluster IP allocator: %v", err)
}
restStorage.ServiceClusterIPAllocator = serviceClusterIPRegistry

对于 Pod 对象来说，除了存储外，还要将 pod 绑定到特定的机器下来：

func (r *BindingREST) setPodHostAndAnnotations(ctx context.Context, podID, oldMachine, machine string, annotations map[string]string, dryRun bool) (finalPod *api.Pod, err error) {podKey, err := r.store.KeyFunc(ctx, podID)
    if err != nil {return nil, err}
    err = r.store.Storage.GuaranteedUpdate(ctx, podKey, &api.Pod{}, false, nil, storage.SimpleUpdate(func(obj runtime.Object) (runtime.Object, error) {pod, ok := obj.(*api.Pod)
        // 调配到机器
        pod.Spec.NodeName = machine
        // 设置注解
        if pod.Annotations == nil {pod.Annotations = make(map[string]string)
        }
        for k, v := range annotations {pod.Annotations[k] = v
        }
        // condition，表明已被调度
        podutil.UpdatePodCondition(&pod.Status, &api.PodCondition{
            Type:   api.PodScheduled,
            Status: api.ConditionTrue,
        })
        finalPod = pod
        return pod, nil
    }), dryRun)
    return finalPod, err
}

EndpointController

EndpointController 监听 Service 和 Pod 的变动事件，并注册回调函数，通过 Informer 实现。同时利用 Informer 缓存最新的 endpoint 到本地，然而并不注册回调事件，因为 endpoint 基本上是最底层的概念，不须要额定的解决逻辑。

// 监听 service
serviceInformer.Informer().AddEventHandler(cache.ResourceEventHandlerFuncs{
    // 增删改
    AddFunc: e.onServiceUpdate,
    UpdateFunc: func(old, cur interface{}) {e.onServiceUpdate(cur)
    },
    DeleteFunc: e.onServiceDelete,
})
...
// 监听 pod
podInformer.Informer().AddEventHandler(cache.ResourceEventHandlerFuncs{
    AddFunc:    e.addPod,
    UpdateFunc: e.updatePod,
    DeleteFunc: e.deletePod,
})
// 利用 Informer 能够获取最新的 endpoint 情况
e.endpointsLister = endpointsInformer.Lister()
e.endpointsSynced = endpointsInformer.Informer().HasSynced

收到相干资源减少事件后，把须要解决的 service 退出队列

func (e *EndpointController) onServiceUpdate(obj interface{}) {
    // 取得 service key 可能是 name 或则 namespace/name
    key, err := controller.KeyFunc(obj)
    if err != nil {utilruntime.HandleError(fmt.Errorf("Couldn't get key for object %+v: %v", obj, err))
        return
    }
    // 更新 service 的 selector
    _ = e.serviceSelectorCache.Update(key, obj.(*v1.Service).Spec.Selector)
    // 将 service 退出待处理队列
    e.queue.Add(key)
}
func (e *EndpointController) addPod(obj interface{}) {pod := obj.(*v1.Pod)
    // 取得该 pod 相干的 service，这些 service 的 selector 蕴含这个 pod
    services, err := e.serviceSelectorCache.GetPodServiceMemberships(e.serviceLister, pod)
    if err != nil {utilruntime.HandleError(fmt.Errorf("Unable to get pod %s/%s's service memberships: %v", pod.Namespace, pod.Name, err))
        return
    }
    // 将该 pod 相干的 service 退出待处理队列
    for key := range services {e.queue.AddAfter(key, e.endpointUpdatesBatchPeriod)
    }
}

另一方面，当 EndpointController Run 起来过后，其实是循环解决队列中的 service，解决内容包含批改 Service 自身和其对应的 Endpoints

func (e *EndpointController) Run(workers int, stopCh <-chan struct{}) {
    ...
    // 能够启动多个 goroutine，来解决 endpoint 变动
    for i := 0; i < workers; i++ {go wait.Until(e.worker, e.workerLoopPeriod, stopCh)
    }
    go func() {defer utilruntime.HandleCrash()
        // 解决无主（没有对应 service）的 endpoint，相似垃圾回收，// 当然这个办法只是遍历 service 的 key 并退出队列，理论解决由 syncService 实现
        e.checkLeftoverEndpoints()}()}
// 具体解决办法
func (e *EndpointController) syncService(key string) error {
    // 取得 service
    service, err := e.serviceLister.Services(namespace).Get(name)
    if err != nil {
        // 不是没找到，返回谬误
        if !errors.IsNotFound(err) {return err}
        // 没有这个 service，删掉相应的 endpoint。这两者由 key 关联
        err = e.client.CoreV1().Endpoints(namespace).Delete(context.TODO(), name, metav1.DeleteOptions{})
        return nil
    }
    if service.Spec.Selector == nil {
        // 没有 selector 的 service，其 endpoint 只能是手动创立的，与本 Controller 无关，间接返回
        // https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/#services-without-selectors
        return nil
    }
    // 取得相应 pod
    pods, err := e.podLister.Pods(service.Namespace).List(labels.Set(service.Spec.Selector).AsSelectorPreValidated())
    
    // 遍历这些 pod，把适合的 pod 的 ip 退出该 service 的 endpoints 汇合
    for _, pod := range pods {
        // 返回这个 pod 的端点地址，须要解决 v4 v6 两类状况
        ep, err := podToEndpointAddressForService(service, pod)
        // headless service 能够不指定端口.
        if len(service.Spec.Ports) == 0 {
            if service.Spec.ClusterIP == api.ClusterIPNone {subsets, totalReadyEps, totalNotReadyEps = addEndpointSubset(subsets, pod, epa, nil, tolerateUnreadyEndpoints)
            }
        } else {
            // 针对每个 port 映射，生成端点地址
            for i := range service.Spec.Ports {servicePort := &service.Spec.Ports[i]
                portNum, err := podutil.FindPort(pod, servicePort)
                epp := endpointPortFromServicePort(servicePort, portNum)
                subsets, readyEps, notReadyEps = addEndpointSubset(subsets, pod, epa, epp, tolerateUnreadyEndpoints)
            }
        }
    }
    
    // 检测 service 是否真的有变动
    // 首先取得最新的端点情况
    currentEndpoints, err := e.endpointsLister.Endpoints(service.Namespace).Get(service.Name)
    if err != nil {
        // 不存在该 endpoint 就创立
        if errors.IsNotFound(err) {
            currentEndpoints = &v1.Endpoints{
                ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{
                    Name:   service.Name,
                    Labels: service.Labels,
                },
            }
        } else {return err}
    }
    
    createEndpoints := len(currentEndpoints.ResourceVersion) == 0
    // 如果不是新创建的 endpoint，则比拟是否雷同，雷同则阐明不须要批改
    if !createEndpoints &&
        apiequality.Semantic.DeepEqual(currentEndpoints.Subsets, subsets) &&
        apiequality.Semantic.DeepEqual(currentEndpoints.Labels, service.Labels) {klog.V(5).Infof("endpoints are equal for %s/%s, skipping update", service.Namespace, service.Name)
        return nil
    }
    
    newEndpoints := currentEndpoints.DeepCopy()
    newEndpoints.Subsets = subsets
    newEndpoints.Labels = service.Labels
    
    // 调用 go client，让 APIservier 创立 / 更新 endpoint 对象
    if createEndpoints {
        // No previous endpoints, create them
        _, err = e.client.CoreV1().Endpoints(service.Namespace).Create(context.TODO(), newEndpoints, metav1.CreateOptions{})
    } else {
        // Pre-existing
        _, err = e.client.CoreV1().Endpoints(service.Namespace).Update(context.TODO(), newEndpoints, metav1.UpdateOptions{})
    }
    return nil
}

ServiceController

ServiceController 监听 Service 和 Node 的变动事件，原理与 EndpointController 统一，都是利用 Informer，Informer 的事件回调办法次要也是把须要解决的 service 退出队列，以及解决 node。

serviceInformer.Informer().AddEventHandlerWithResyncPeriod(
    cache.ResourceEventHandlerFuncs{AddFunc: func(cur interface{}) {svc, ok := cur.(*v1.Service)
            // 将须要调配负载均衡器或者清理的 service 退出待处理队列
            if ok && (wantsLoadBalancer(svc) || needsCleanup(svc)) {s.enqueueService(cur)
            }
        },
        UpdateFunc: func(old, cur interface{}) {oldSvc, ok1 := old.(*v1.Service)
            curSvc, ok2 := cur.(*v1.Service)
            if ok1 && ok2 && (s.needsUpdate(oldSvc, curSvc) || needsCleanup(curSvc)) {s.enqueueService(cur)
            }
        },
    },
    serviceSyncPeriod,
)
nodeInformer.Informer().AddEventHandlerWithResyncPeriod(
    cache.ResourceEventHandlerFuncs{AddFunc: func(cur interface{}) {s.nodeSyncLoop()
        },
        UpdateFunc: func(old, cur interface{}) {s.nodeSyncLoop()
        },
        DeleteFunc: func(old interface{}) {s.nodeSyncLoop()
        },

其中解决 node 的办法 nodeSyncLoop，次要工作是比照最新节点和原有节点，若有变动则更新对应的 service。

func (s *Controller) nodeSyncLoop() {
    // 最新且 ready 的所有节点
    // 要所有节点是因为 loadbalancer 可能须要挂载到所有节点
    // 取决于具体策略 externalTrafficPolicy，不同云厂商实现大同小异
    // https://aws.amazon.com/cn/blogs/opensource/network-load-balancer-support-in-kubernetes-1-9/
    // https://help.aliyun.com/document_detail/86531.html#title-cn3-euk-ij6
    newHosts, err := listWithPredicate(s.nodeLister, getNodeConditionPredicate())
    // 节点未变动，原本不须要变动，然而能够在这里解决上次解决失败的 service
    if nodeSlicesEqualForLB(newHosts, s.knownHosts) {s.servicesToUpdate = s.updateLoadBalancerHosts(s.servicesToUpdate, newHosts)
        return
    }
    // 取得所有 service
    s.servicesToUpdate = s.cache.allServices()
    // 解决 service，保留本次解决失败的 service 留给下次解决
    s.servicesToUpdate = s.updateLoadBalancerHosts(s.servicesToUpdate, newHosts)
    // 更新本地 service
    s.knownHosts = newHosts
}
// 解决 service，保留本次解决失败的 service
func (s *Controller) updateLoadBalancerHosts(services []*v1.Service, hosts []*v1.Node) (servicesToRetry []*v1.Service) {
    for _, service := range services {func() {if err := s.lockedUpdateLoadBalancerHosts(service, hosts); err != nil {servicesToRetry = append(servicesToRetry, service)
            }
        }()}
    return servicesToRetry
}
func (s *Controller) lockedUpdateLoadBalancerHosts(service *v1.Service, hosts []*v1.Node) error {
    // 只解决 loadbalance 类型的 service
    if !wantsLoadBalancer(service) {return nil}
    // 由云厂商实现 loadBalancer 的调配，比方 aws aliyun 等
    err := s.balancer.UpdateLoadBalancer(context.TODO(), s.clusterName, service, hosts)
    if err == nil {return nil}
    if _, exists, err := s.balancer.GetLoadBalancer(context.TODO(), s.clusterName, service); err != nil {runtime.HandleError(fmt.Errorf("failed to check if load balancer exists for service %s/%s: %v", service.Namespace, service.Name, err))
    } else if !exists {return nil}
    s.eventRecorder.Eventf(service, v1.EventTypeWarning, "UpdateLoadBalancerFailed", "Error updating load balancer with new hosts %v: %v", nodeNames(hosts), err)
    return err
}

另一方面，当 ServiceController Run 起来过后，其实是循环解决队列中的 service 和 node，次要实现的工作是 LoadBalancer 类型的 service 与后端 node 的映射关系的保护。

func (s *Controller) Run(stopCh <-chan struct{}, workers int) {
    // 启动多个协程来解决 service
    for i := 0; i < workers; i++ {go wait.Until(s.worker, time.Second, stopCh)
    }
    // 解决节点，也就是说不仅有事件触发，也有被动循环来解决节点变动
    go wait.Until(s.nodeSyncLoop, nodeSyncPeriod, stopCh)
}
// 具体解决 service 的办法
func (s *Controller) syncService(key string) error {
    // 由 key 取得命名空间和 service name
    namespace, name, err := cache.SplitMetaNamespaceKey(key)
    // 最新的 service
    service, err := s.serviceLister.Services(namespace).Get(name)
    switch {case errors.IsNotFound(err):
        // 没找到，阐明该删除这个 service 了
        err = s.processServiceDeletion(key)
    case err != nil:
        runtime.HandleError(fmt.Errorf("Unable to retrieve service %v from store: %v", key, err))
    default:
        // 创立或者更新 service
        err = s.processServiceCreateOrUpdate(service, key)
    }
    return err
}

CoreDNS

CoreDNS 的 kubernetes 插件配置好并启动后，以 service 的模式 (名字就叫 kube-dns 兼容之前的 dns 插件名称) 运行在 k8s 集群中，DNSController 监听 namespace、service 和 pod(可选)、endpoint(可选)的变动，并通过 Informer 机制缓存在本地。

func (k *Kubernetes) InitKubeCache(ctx context.Context) (err error) {
    // 获取配置
    config, err := k.getClientConfig()
    // 根据配置取得 client
    kubeClient, err := kubernetes.NewForConfig(config)
    if err != nil {return fmt.Errorf("failed to create kubernetes notification controller: %q", err)
    }
    k.opts.initPodCache = k.podMode == podModeVerified
    // controller 中监听各资源
    k.APIConn = newdnsController(ctx, kubeClient, k.opts)
    return err
}
// 在 controller 中监听各个资源的变动，并存储在本地
dns.svcLister, dns.svcController = object.NewIndexerInformer(
    &cache.ListWatch{ListFunc:  serviceListFunc(ctx, dns.client, api.NamespaceAll, dns.selector),
        WatchFunc: serviceWatchFunc(ctx, dns.client, api.NamespaceAll, dns.selector),
    },
    &api.Service{},)
dns.nsLister, dns.nsController = cache.NewInformer(
    &cache.ListWatch{ListFunc:  namespaceListFunc(ctx, dns.client, dns.namespaceSelector),
        WatchFunc: namespaceWatchFunc(ctx, dns.client, dns.namespaceSelector),
    },
    &api.Namespace{},)
pod 和 endpoint 可选
...

CoreDNS 解决域名查问通过每一个插件的 ServeDNS 办法实现，在 kubernetes 插件 中如下：

// ServeDNS implements the plugin.Handler interface.
func (k Kubernetes) ServeDNS(ctx context.Context, w dns.ResponseWriter, r *dns.Msg) (int, error) {state := request.Request{W: w, Req: r}
    // 解决多种申请类型
    switch state.QType() {
    case dns.TypeAXFR, dns.TypeIXFR:
        k.Transfer(ctx, state)
    case dns.TypeA:
        records, err = plugin.A(ctx, &k, zone, state, nil, plugin.Options{})
    case dns.TypeAAAA:
        records, err = plugin.AAAA(ctx, &k, zone, state, nil, plugin.Options{})
    case dns.TypeTXT:
        records, err = plugin.TXT(ctx, &k, zone, state, nil, plugin.Options{})
    case dns.TypeCNAME:
        records, err = plugin.CNAME(ctx, &k, zone, state, plugin.Options{})
    case dns.TypePTR:
        records, err = plugin.PTR(ctx, &k, zone, state, plugin.Options{})
    ....
    default:
        // Do a fake A lookup, so we can distinguish between NODATA and NXDOMAIN
        fake := state.NewWithQuestion(state.QName(), dns.TypeA)
        fake.Zone = state.Zone
        _, err = plugin.A(ctx, &k, zone, fake, nil, plugin.Options{})
    }
    return dns.RcodeSuccess, nil
}

该办法解决具体申请时，是通过 informer 查找存在本地的 service 或者 pod 的 endpoints 信息实现域名和 ip 的映射。

func (k *Kubernetes) Services(ctx context.Context, state request.Request, exact bool, opt plugin.Options) (svcs []msg.Service, err error) {
    // 非凡 dns 申请类型间接能够返回
    switch state.QType() {
    case dns.TypeTXT:
        return []msg.Service{svc}, nil
    case dns.TypeNS:
        return svcs, nil
    }
    if isDefaultNS(state.Name(), state.Zone) {return svcs, nil}
    // 其余类型须要查问 k8s 返回记录
    s, e := k.Records(ctx, state, false)
    internal := []msg.Service{}
    for _, svc := range s {if t, _ := svc.HostType(); t != dns.TypeCNAME {internal = append(internal, svc)
        }
    }
    return internal, e
}
// records 办法解析申请，做些验证，而后查找 k8s 中的相应记录
func (k *Kubernetes) Records(ctx context.Context, state request.Request, exact bool) ([]msg.Service, error) {r, e := parseRequest(state.Name(), state.Zone)
    ...
    if r.podOrSvc == Pod {
        // 解决 pod 申请
        pods, err := k.findPods(r, state.Zone)
        return pods, err
    }
    // 解决 service 申请
    services, err := k.findServices(r, state.Zone)
    return services, err
}
// 这个办法解决 pod 的 dns 申请
func (k *Kubernetes) findPods(r recordRequest, zone string) (pods []msg.Service, err error) {
    // 个性敞开，返回空
    if k.podMode == podModeDisabled {return nil, errNoItems}
    podname := r.service
    // pod 的 name 间接能够解析 ip，辨别 ipv4 ipv6
    if strings.Count(podname, "-") == 3 && !strings.Contains(podname, "--") {ip = strings.Replace(podname, "-", ".", -1)
    } else {ip = strings.Replace(podname, "-", ":", -1)
    }
    if k.podMode == podModeInsecure {
        // 不需查看模式，间接返回记录
        return []msg.Service{{Key: strings.Join([]string{zonePath, Pod, namespace, podname}, "/"), Host: ip, TTL: k.ttl}}, err
    }
    // 须要查看的模式，只返回存在的 pod 的记录
    for _, p := range k.APIConn.PodIndex(ip) {
        // check for matching ip and namespace
        if ip == p.PodIP && match(namespace, p.Namespace) {s := msg.Service{Key: strings.Join([]string{zonePath, Pod, namespace, podname}, "/"), Host: ip, TTL: k.ttl}
            pods = append(pods, s)
        }
    }
    return pods, err
}
// 这个办法解决各个类型的 service 申请，从本地 cache 中读取相应记录
func (k *Kubernetes) findServices(r recordRequest, zone string) (services []msg.Service, err error) {
    //  确定是否是含糊查问
    if wildcard(r.service) || wildcard(r.namespace) {
        // 返回所有状态正确的 service
        serviceList = k.APIConn.ServiceList()
        endpointsListFunc = func() []*object.Endpoints {return k.APIConn.EndpointsList() }
    } else {
        // 只返回  name + "." + namespace 类型的 service
        idx := object.ServiceKey(r.service, r.namespace)
        serviceList = k.APIConn.SvcIndex(idx)
        endpointsListFunc = func() []*object.Endpoints {return k.APIConn.EpIndex(idx) }
    }
    zonePath := msg.Path(zone, coredns)
    for _, svc := range serviceList {
        // service name 和 namespace 都要匹配才行
        if !(match(r.namespace, svc.Namespace) && match(r.service, svc.Name)) {continue}
        // 如果是含糊查问，须要 namespace 被裸露才行
        if wildcard(r.namespace) && !k.namespaceExposed(svc.Namespace) {continue}
        // 解决 endpoint 或者 headless service，这两类申请都需遍历 endpoint
        if svc.ClusterIP == api.ClusterIPNone || r.endpoint != "" {
            for _, ep := range endpointsList {
                if ep.Name != svc.Name || ep.Namespace != svc.Namespace {continue}
                // 遍历 endpoint 的每一个 ip 和 port
                for _, eps := range ep.Subsets {
                    for _, addr := range eps.Addresses {
                        for _, p := range eps.Ports {s := msg.Service{Host: addr.IP, Port: int(p.Port), TTL: k.ttl}
                            s.Key = strings.Join([]string{zonePath, Svc, svc.Namespace, svc.Name, endpointHostname(addr, k.endpointNameMode)}, "/")
                            err = nil
                            services = append(services, s)
                        }
                    }
                }
            }
            continue
        }
        // 解决 External service
        if svc.Type == api.ServiceTypeExternalName {
            // 如 cluster.local/svc/namespace/service
            s := msg.Service{Key: strings.Join([]string{zonePath, Svc, svc.Namespace, svc.Name}, "/"), Host: svc.ExternalName, TTL: k.ttl}
            if t, _ := s.HostType(); t == dns.TypeCNAME {
                // 只有 cname 记录
                s.Key = strings.Join([]string{zonePath, Svc, svc.Namespace, svc.Name}, "/")
                services = append(services, s)
                err = nil
            }
            continue
        }
        // 解决 ClusterIP service
        for _, p := range svc.Ports {if !(match(r.port, p.Name) && match(r.protocol, string(p.Protocol))) {continue}
            s := msg.Service{Host: svc.ClusterIP, Port: int(p.Port), TTL: k.ttl}
            s.Key = strings.Join([]string{zonePath, Svc, svc.Namespace, svc.Name}, "/")
            services = append(services, s)
        }
    }
    return services, err
}

KubeProxy

KubeProxy 的次要工作是监听 Service 和 Endpoints 等的变动，并把路由规定（如何依据 service 的域名或者 ip 取得后端实在 pod ip）刷新到节点上。

这样，每个 pod 在拜访 service 时，就会向 CoreDNS 要到对应的 service ip 或者间接是每个 backend pod 的 ip（如 headless service），对于前者由本地路由规定将 service ip 的流量疏导至真正的 pod ip。咱们的这份 yaml 也终于成了一个能够对外提供服务的 service。

KubeProxy 这部分因为通过了多个版本的迭代，目前包含三种类型，限于篇幅本文不开展，且待下回分解。

参考

  • 服务、负载平衡和联网 – Kubernetes: https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/services-networking/
  • How to Add Plugins to CoreDNS: https://coredns.io/2017/03/01/how-to-add-plugins-to-coredns/

正文完
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发表至： golang
2020-08-09
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