k8s實戰之Service

一、概述

　　為了適應快速的業務需求，微服務架構已經逐漸成為主流，微服務架構的應用需要有非常好的服務編排支持，k8s中的核心要素Service便提供了一套簡化的服務代理和發現機制，天然適應微服務架構，任何應用都可以非常輕易地運行在k8s中而無須對架構進行改動；

k8s分配給Service一個固定IP，這是一個虛擬IP(也稱為ClusterIP)，並不是一個真實存在的IP，而是由k8s虛擬出來的。虛擬IP的范圍通過k8s API Server的啟動參數 --service-cluster-ip-range=19.254.0.0/16配置;

　　虛擬IP屬於k8s內部的虛擬網絡，外部是尋址不到的。在k8s系統中，實際上是由k8s Proxy組件負責實現虛擬IP路由和轉發的，所以k8s Node中都必須運行了k8s Proxy，從而在容器覆蓋網絡之上又實現了k8s層級的虛擬轉發網絡。

服務代理：

　　在邏輯層面上，Service被認為是真實應用的抽象，每一個Service關聯着一系列的Pod。在物理層面上，Service有事真實應用的代理服務器，對外表現為一個單一訪問入口，通過k8s Proxy轉發請求到Service關聯的Pod。

Service同樣是根據Label Selector來刷選Pod進行關聯的，實際上k8s在Service和Pod之間通過Endpoint銜接，Endpoints同Service關聯的Pod；相對應，可以認為是Service的服務代理后端，k8s會根據Service關聯到Pod的PodIP信息組合成一個Endpoints。

　　#kubectl get service my-nginx
　　#kubectl get pod --selector app=nginx
　　k8s創建Service的同時，會自動創建跟Service同名的Endpoints：
　　#kubectl get endpoints my-nginx -o yaml
　　#kubectl describe service my-nginx

　　Service不僅可以代理Pod，還可以代理任意其他后端，比如運行在k8s外部的服務。加速現在要使用一個Service代理外部MySQL服務，不用設置Service的Label Selector。
Service的定義文件: mysql-service.yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
        name: mysql
spec:
        ports:
        - port: 3306
          targetPort: 3306
          protocol: TCP

　　同時定義跟Service同名的Endpoints，Endpoints中設置了MySQL的IP：192.168.3.180；
　　Endpoints的定義文件mysql-endpoints.yaml:

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata: 
        name: mysql
subsets:
- addresses:
        - ip: 192.168.39.175
ports:  
        - port: 3306
protocol: TCP

　　#kubectl create -f mysql-service.yaml -f mysql-endpoints.yaml

微服務化應用的每一個組件都以Service進行抽象，組件與組件之間只需要訪問Service即可以互相通信，而無須感知組件的集群變化。
這就是服務發現；

#kubectl exec my-pod -- nslookup my-service.my-ns --namespace=default
#kubectl exec my-pod -- nslookup my-service --namespace=my-ns

二、Service發布

　　k8s提供了NodePort Service、 LoadBalancer Service和Ingress可以發布Service；

　　NodePort Service

　　　　NodePort Service是類型為NodePort的Service， k8s除了會分配給NodePort Service一個內部的虛擬IP，另外會在每一個Node上暴露端口NodePort，外部網絡可以通過[NodeIP]:[NodePort]訪問到Service。

　　LoadBalancer Service 　　(需要底層雲平台支持創建負載均衡器,比如GCE)

　　LoadBalancer Service是類型為LoadBalancer的Service，它是建立在NodePort Service集群基礎上的，k8s會分配給LoadBalancer；Service一個內部的虛擬IP，並且暴露NodePort。除此之外，k8s請求底層雲平台創建一個負載均衡器，將每個Node作為后端，負載均衡器將轉發請求到[NodeIP]:[NodePort]。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-nginx
spec:
selector:
app: nginx
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
type: LoadBalancer

負載均衡器由底層雲平台創建提供，會包含一個LoadBalancerIP， 可以認為是LoadBalancer Service的外部IP，查詢LoadBalancer Service：

#kubectl get svc my-nginx

Ingress

　　k8s提供了一種HTTP方式的路由轉發機制，稱為Ingress。Ingress的實現需要兩個組件支持， Ingress Controller和HTTP代理服務器。HTTP代理服務器將會轉發外部的HTTP請求到Service，而Ingress Controller則需要監控k8s API，實時更新HTTP代理服務器的轉發規則；

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: my-ingress
spec:
rules:
- host: my.example.com
http:
paths:
- path: /app
backend:
serviceName: my-app
servicePort: 80

　　　　Ingress 定義中的.spec.rules 設置了轉發規則，其中配置了一條規則，當HTTP請求的host為my.example.com且path為/app時，轉發到Service my-app的80端口；

#kubectl create -f my-ingress.yaml; kubectl get ingress my-ingress
NAME　　　　 RULE 　　 BACKEND 　　 ADDRESS
my-ingress 　　 -    
　　　　　　my.example.com
　　　　　　/app 　　　　 my-app:80

當Ingress創建成功后，需要Ingress Controller根據Ingress的配置，設置HTTP代理服務器的轉發策略，外部通過HTTP代理服務就
可以訪問到Service；