kubernetes-服務發現service（九）

service

    •防止Pod失聯
    •定義一組Pod的訪問策略
    •支持ClusterIP，NodePort以及LoadBalancer三種類型
    •Service的底層實現主要有iptables和ipvs二種網絡模式

pod與service的關系：

    •通過label-selector相關聯
    •通過Service實現Pod的負載均衡（TCP/UDP 4層）

每個 Node 運行一個 kube-proxy 進程。kube-proxy 負責為 Service 實現了一種 VIP（虛擬 IP）的形式

kube-proxy 這個組件始終監視着apiserver中有關service的變動信息，獲取任何一個與service資源相關的變動狀態，通過watch監視，一旦有service資源相關的變動和創建，kube-proxy都要轉換為當前節點上的能夠實現資源調度規則（例如：iptables、ipvs）

service代理模式

iptables代理模式：

客戶端IP請求時，直接請求本地內核service ip，根據iptables的規則直接將請求轉發到到各pod上，因為使用iptable NAT來完成轉發，也存在不可忽視的性能損耗。另外，如果集群中存在上萬的Service/Endpoint，那么Node上的iptables rules將會非常龐大，性能還會再打折扣。

ipvs代理模式：

客戶端IP請求時到達內核空間時，根據ipvs的規則直接分發到各pod上。kube-proxy會監視Kubernetes Service對象和Endpoints，調用netlink接口以相應地創建ipvs規則並定期與Kubernetes Service對象和Endpoints對象同步ipvs規則，以確保ipvs狀態與期望一致。訪問服務時，流量將被重定向到其中一個后端Pod。

service類型

• ClusterIP：通過集群的內部 IP 暴露服務，選擇該值，服務只能夠在集群內部可以訪問，這也是默認的 ServiceType。
• NodePort：通過每個 Node 上的 IP 和靜態端口（NodePort）暴露服務。NodePort 服務會路由到 ClusterIP 服務，這個 ClusterIP 服務會自動創建。通過請求 <NodeIP>:<NodePort>，可以從集群的外部訪問一個 NodePort 服務。
• LoadBalancer：使用雲提供商的負載均衡器，可以向外部暴露服務。外部的負載均衡器可以路由到 NodePort 服務和 ClusterIP 服務。

 ClusterIP

[root@k8s-master1 nginx]# vim nginx-service.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
  labels:
    app: nginx
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx

[root@k8s-master1 nginx]# kubectl apply -f nginx-service.yaml
service/nginx-service created
[root@k8s-master1 nginx]# kubectl get svc
NAME            TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes      ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP   6d15h
nginx-service   ClusterIP   10.0.0.6     <none>        80/TCP    14s

service不會直接到pod，service是直接到endpoint資源，就是地址加端口，再由endpoint再關聯到pod。
[root@k8s-master1 nginx]# kubectl get pod -l app=nginx
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-5fc86c987f-jdpkv   1/1     Running   0          21m
nginx-deployment-5fc86c987f-scns6   1/1     Running   0          21m
nginx-deployment-5fc86c987f-wwvlx   1/1     Running   0          21m
[root@k8s-master1 nginx]# kubectl get ep
NAME            ENDPOINTS                                      AGE
kubernetes      192.168.0.123:6443,192.168.0.124:6443          6d15h
nginx-service   172.17.32.3:80,172.17.73.3:80,172.17.73.4:80   76s

service只要創建完，就會在dns中添加一個資源記錄進行解析，添加完成即可進行解析。

[root@k8s-master1 nginx]# kubectl run -it --image=busybox:1.28.4 --rm --restart=Never sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # nslookup nginx-service Server: 10.0.0.2 Address 1: 10.0.0.2 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local Name: nginx-service Address 1: 10.0.0.6 nginx-service.default.svc.cluster.local

NodePort

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod --show-labels
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
myapp-9b4987d5-hk5n9   1/1     Running   0          82s   pod-template-hash=9b4987d5,run=myapp
myapp-9b4987d5-ngvbk   1/1     Running   0          82s   pod-template-hash=9b4987d5,run=myapp
myapp-9b4987d5-r7q49   1/1     Running   0          82s   pod-template-hash=9b4987d5,run=myapp

[root@k8s-master1 ~]# vim myapp-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
    release: canary
  type: NodePort
  ports: 
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 37695

[root@k8s-master1 ~]# kubectl create -f myapp-service.yaml 
service/myapp created
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP        6d16h
myapp        NodePort    10.0.0.214   <none>        80:37695/TCP   8m14s

通過NodePort方式已經實現了從集群外部端口進行訪問
[root@k8s-master1 ~]# while true;do curl http://192.168.0.125:37695/hostname.html;sleep 1;done
myapp-9b4987d5-ngvbk
myapp-9b4987d5-hk5n9
myapp-9b4987d5-r7q49
myapp-9b4987d5-ngvbk
myapp-9b4987d5-hk5n9
myapp-9b4987d5-r7q49
myapp-9b4987d5-ngvbk

會話保持

[root@k8s-master1 ~]# vim myapp-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
    release: canary
  sessionAffinity: ClientIP
  type: NodePort
  ports: 
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 37695

[root@k8s-master1 ~]# kubectl create -f myapp-service.yaml 
service/myapp created

[root@k8s-master1 ~]# while true;do curl http://192.168.0.125:37695/hostname.html;sleep 1;done
myapp-9b4987d5-hk5n9
myapp-9b4987d5-hk5n9
myapp-9b4987d5-hk5n9

Headless Service 

有時不需要或不想要負載均衡，以及單獨的 Service IP。 遇到這種情況，可以通過指定 Cluster IP（spec.clusterIP）的值為 "None" 來創建 Headless Service。

這個選項允許開發人員自由尋找他們自己的方式，從而降低與 Kubernetes 系統的耦合性。 應用仍然可以使用一種自注冊的模式和適配器，對其它需要發現機制的系統能夠很容易地基於這個 API 來構建。

對這類 Service 並不會分配 Cluster IP，kube-proxy 不會處理它們，而且平台也不會為它們進行負載均衡和路由。 DNS 如何實現自動配置，依賴於 Service 是否定義了 selector。

headless service做dns解析是直接解析到pod的，而servcie是解析到ClusterIP的

[root@k8s-master1 ~]# vim myapp.svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
    release: canary
  clusterIP: "None"
  ports: 
  - port: 80
    targetPort: 80

[root@k8s-master1 ~]# kubectl apply -f myapp-svc.yaml 
service/myapp created
[root@k8s-master1 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP   6d17h
myapp        ClusterIP   None         <none>        80/TCP    6m27s