Kubernetes 0-1 了解Service

Run Rsyslog server in Kubernetes - ITNEXT

Service介绍

按照官方文档的说法,在K8S中,Service是将运行在集群中的一组Pod的应用公开为网络服务的抽象方法,是K8S的核心概念之一,Service的主要作用是使客户端发现Pod并与之通信。

简单理解起来就是,由Service提供统一的入口地址,然后将请求负载分发到后端Pod的容器应用。

image-20200622171939308

为什么有Service

集群中部署了Pod,应用是成功的部署起来了,但是只是至此的话,Pod提供服务访问存在以下一些问题。

  • Pod是短暂的,可能会被销毁或重新调度,这使得Pod的IP是随时变动和更新的;
  • 部署多个Pod的伸缩问题,流量分配问题;
  • 集群外部客户端无法直接访问Pod。

这时候就需要Service,Pod作为Service的后端提供服务。所以我们可以想象,Service需要完成的事情:

  • 服务发现,通过Pod的lable查找目标Pod,将查找的Pod的注册到自己的后端列表,Pod的IP信息发生更改,后端列表也同步更新;
  • 负载均衡,请求到达Service之后,将请求均衡转发的后端列表;
  • 服务暴露:对外提供统一的请求地址。

创建Service

在创建Sercvice之前我们首先创建service代理的Pod,nginx-pod.yaml:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80

先给到一个简单的Service定义实例nginx-service.yaml:

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

spec.ports.port是Service对外提供服务的端口,spec.ports.targetPort是转发到Pod内的访问端口;

通过spec.selector发现同一命名空间下带有app=nginx的label的Pod作为后端。

创建命令:

kubectl apply -f nginx-service.yaml

Service作为Pod的负载均衡器,使用service.spec.selector字段去匹配Pod,上面示例中,nginx Service将通过app: nginx的label查找Pod作为后端。

创建Service之后,查看Service的后端:

kubectl get svc -o wide
kubectl describe svc nginx

在创建Sercvice之前,我已经创建了一个带有app: nginxlabel的Pod,所以可以看到Service的EndPoints中已经有了一个后端(10.244.1.25)了,Endpoint也是一种K8S资源,可以使用kubectl get ep命令查看。

image-20200622173727494

除了以上使用yaml定义Service之外,还可以使用以下命令创建Service:

# 暴露Pod
kubectl expose pod nginx --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP --type=NodePort
# 或者Deployment管理的Pod
kubectl expose deploy nginx --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP --type=LoadBalancer

Service类型

通过Service.spec.type定义,最常用的三种:ClusterIP(默认),NodePort、LoadBalancer。

CLusterIP

指定type为ClusterIP时,它将被分配一个集群内部的IP,在集群内部通过访问它来访问后端Pod,这种Service一般只供集群内部访问。

NodePort

指定type为NodePort时,会在所有节点分配一个端口(默认从30000-32767)作为service的入口,访问方式:<protocol>://<node-ip>:<port>,使用NodePort类型时,也会默认分配一个ClusterIP,除非使用ClusterIP: None免除分配。

特点:

  • 所有节点都是同一个端口;
  • 端口是有限的,30000-32767范围内分配,也可以使用service.spec.ports.nodePort指定端口,但指定的端口必须在范围内且尚未被占用;
  • 外部访问需要使用到Node的IP。

LoadBalancer

随机分配一个LoadBalancer作为Service的入口,一般需要云提供商的支持。请求到达LoadBalancer地址后,均衡负载到后端Pod,使用LoadBalancer类型时,也会默认分配一个ClusterIP,并且也会分配一个NodePort端口,实际上来说,LoadBalancer是基于NodePort实现的。

特点

  • 外部网络可以通过LoadBalancer的地址和端口访问到集群内Service服务。

访问Service

  • 通过ClusterIP访问,限集群内部访问;
  • 通过Service Name访问:如果在同一命名空间,可以直接使用服务名称(<service-name>)访问,如果不在同一命名空间,使用服务名称和命名空间名称(<service-name>.<namespace-name>)访问,集群外可访问;
  • 通过ExternalIP(一般是LoadBalancer的host和ip)访问,集群外可访问。
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