Service 的概念
Kubernetes Service 定义了这样一种形象:一个 Pod 的逻辑分组,一种能够拜访它们的策略 – 通常称为微服务,这一组 Pod 可能被 Service 拜访到,通常是通过 Label Selector
Service 可能提供负载平衡能力,然而在应用上有以下限度:
- 只提供 4 层负载能力,而没有 7 层性能,然而有时咱们可能须要更多的匹配规定来转发申请,这点来说 4 层负载平衡时不反对的
Service 的类型
Service 的四种类型:
- ClusterIP:默认类型,主动调配一个仅 Cluster 外部可拜访的虚构 IP
- NodePort:在 ClusterIP 根底上为 Service 在每台机器上绑定一个端口,这样就能够通过 <NodeIP>:<NodePort> 来拜访该服务
- LoadBalance:在 NodePort 的根底上,借助 cloud provider 创立一个内部负载均衡器,并将申请转发到 <NodeIP>:<NodePort>
- ExternalName: 把集群内部的服务引入到集群外部来,在集群外部间接应用,没有任何类型代理被创立,这只有 Kubernetes1.7 以上版本的 kube-dns 才反对
VIP 和 Service 代理
在 Kubernetes 集群中,每个 Node 节点运行一个 kube-proxy 过程,kube-proxy 负责 Service 实现一种虚构 IP 的模式,而不是 ExternalName 的模式,在 Kubernetesv1.0 版本,代理齐全在 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,增加了 ipvs 代理,在 Kubernetes v1.14 版本开始默认应用 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),用来示意 7 层(HTTP)服务
ipvs 代理模式
这种模式,kube-proxy 会监督 Kubernetes Service 对象和 Endpoints,调用 netlink 接口以绝对应地创立 ipvs 规定并定期与 Kubernetes Service 对象和 Endpoint 对象同步 ipvs,以确保 ipvs 状态与冀望统一,拜访服务时,流量被重定向到其中一个后端 Pod,与 iptables 相似,ipvs 与 netfilter 的 hook 性能,但应用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作,这意味着能够更快地重定向流量,并且在同步代理规定时具备更好的性能,此外,ipvs 为负载平衡算法提供更多选项,例如:
- rr: 轮训调度
- lc: 最小连接数
- dn: 指标哈希
- sh: 源哈希
- sed: 最短期望提早
- nq: 不排队调度
ClusterIP
ClusterIP 次要在每个 Node 节点应用 iptables/ipvs 将发向 ClusterIP 对应端口的数据,转发到 kube-proxy 中,而后 kube-proxy 本人外部实现有负载平衡的办法,并能够查问到这个 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,次要须要以下几个组件的协同工作:
- APIServer 用户通过 kubectl 命令向 APIServer 发送创立 service 的命令,APIServer 接管到申请后将数据存储到 etcd 中
- kube-proxy Kubernetes 的每个节点都有一个叫做 kube-proxy 的过程,这个过程负责感知 service,pod 的变动,并将变动信息写入本地的 iptables/ipvs 规定中
- iptables/ipvs 应用 NAT 等技术将 VIP 的流量转至 endpoint 中
创立 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
创立 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
查问命令
ipvsadm -Ln
Headless Service
有时不须要或不想要负载平衡,以及独自的 Service IP,遇到这种状况,能够通过指定 ClusterIP 的值为 None 来创立 Headless Service,这类 Service 并不会调配 ClusterIP,kube-proxy 不会解决它们,并且平台也不会为它们进行负载平衡和路由
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp-headless
namespace: default
spec:
selector:
app: myapp
ClusterIP: "None"
ports:
- port: 80
targetPort: 80
NodePort
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,而后有 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
查问命令
ipvsadm -Ln
LoadBalancer
LoadBalancer 和 NodePode 其实是同一种形式,区别在于 loadBalancer 比 NodePort 多了一步,就是能够调用 cloud provider 去创立 LB 来向节点导流(免费,laas: 负载平衡即服务)
ExternalName
这种类型的 Service 通过返回 CNAME 和它的值,能够将服务映射到 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,相同的,对于运行在集群内部的服务,它通过返回该内部服务的别名这种形式来提供服务
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
namespace: default
spec:
type: ExternalName
externalName: www.example.com
当查问主机 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,拜访这个服务的工作形式和其余的雷同,惟一不同的是重定向产生在 DNS 层,而且不会进行代理或转发