您现在的位置是:首页 >技术教程 >Linux高级---k8s之service服务网站首页技术教程
Linux高级---k8s之service服务
简介Linux高级---k8s之service服务
文章目录
一、service基本概念
在kubernetes中,pod是应用程序的载体,我们可以通过pod的ip来访问应用程序,但是pod的ip地址不是固定的,这也就意味着不方便直接采用pod的ip对服务进行访问。
为了解决这个问题,kubernetes提供了Service资源,Service会对提供同一个服务的多个pod进行聚合,并且提供一个统一的入口地址。通过访问Service的入口地址就能访问到后面的pod服务。
Service在很多情况下只是一个概念,真正起作用的其实是kube-proxy服务进程,每个Node节点上都运行着一个kube-proxy服务进程。当创建Service的时候会通过api-server向etcd写入创建的service的信息,而kube-proxy会基于监听的机制发现这种Service的变动,然后它会将最新的Service信息转换成对应的访问规则。
kube-proxy目前支持三种工作模式:
userspace 模式
userspace模式下,kube-proxy会为每一个Service创建一个监听端口,发向Cluster IP的请求被Iptables规则重定向到kube-proxy监听的端口上,kube-proxy根据LB算法选择一个提供服务的Pod并和其建立链接,以将请求转发到Pod上。
该模式下,kube-proxy充当了一个四层负责均衡器的角色。由于kube-proxy运行在userspace中,在进行转发处理时会增加内核和用户空间之间的数据拷贝,虽然比较稳定,但是效率比较低。
iptables 模式
iptables模式下,kube-proxy为service后端的每个Pod创建对应的iptables规则,直接将发向Cluster IP的请求重定向到一个Pod IP。
该模式下kube-proxy不承担四层负责均衡器的角色,只负责创建iptables规则。该模式的优点是较userspace模式效率更高,但不能提供灵活的LB策略,当后端Pod不可用时也无法进行重试。
ipvs 模式
ipvs模式和iptables类似,kube-proxy监控Pod的变化并创建相应的ipvs规则。ipvs相对iptables转发效率更高。除此以外,ipvs支持更多的LB算法。
# 此模式必须安装ipvs内核模块,否则会降级为iptables
# 开启ipvs
[root@master ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
[root@master ~]# kubectl delete pod -l k8s-app=kube-proxy -n kube-system
[root@node1 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.97.97.97:80 rr
-> 10.244.1.39:80 Masq 1 0 0
-> 10.244.1.40:80 Masq 1 0 0
-> 10.244.2.33:80 Masq 1 0 0
二、service类型
kind: Service # 资源类型
apiVersion: v1 # 资源版本
metadata: # 元数据
name: service # 资源名称
namespace: dev # 命名空间
spec: # 描述
selector: # 标签选择器,用于确定当前service代理哪些pod
app: nginx
type: # Service类型,指定service的访问方式
clusterIP: # 虚拟服务的ip地址
sessionAffinity: # session亲和性,支持ClientIP、None两个选项
ports: # 端口信息
- protocol: TCP
port: 3017 # service端口
targetPort: 5003 # pod端口
nodePort: 31122 # 主机端口
- ClusterIP:默认值,它是Kubernetes系统自动分配的虚拟IP,只能在集群内部访问
- NodePort:将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部,通过此方法,就可以在集群外部访问服务
- LoadBalancer:使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发,注意此模式需要外部云环境支持
- ExternalName: 把集群外部的服务引入集群内部,直接使用
三、service的使用
1、实验环境准备
在使用service之前,首先利用Deployment创建出3个pod,注意要为pod设置
app=nginx-pod
的标签创建deployment.yaml,内容如下:
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: pc-deployment namespace: xiaowei spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx-pod template: metadata: labels: app: nginx-pod spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.17.1 ports: - containerPort: 80
[root@master ~]# kubectl create -f deployment.yaml deployment.apps/pc-deployment created # 查看pod详情 [root@master ~]# kubectl get pods -n xiaowei -o wide --show-labels NAME READY STATUS IP NODE LABELS pc-deployment-66cb59b984-8p84h 1/1 Running 10.244.1.40 node1 app=nginx-pod pc-deployment-66cb59b984-vx8vx 1/1 Running 10.244.2.33 node2 app=nginx-pod pc-deployment-66cb59b984-wnncx 1/1 Running 10.244.1.39 node1 app=nginx-pod # 为了方便后面的测试,修改下三台nginx的index.html页面(三台修改的IP地址不一致) # kubectl exec -it pc-deployment-66cb59b984-8p84h -n dev /bin/sh # echo "10.244.1.40" > /usr/share/nginx/html/index.html #修改完毕之后,访问测试 [root@master ~]# curl 10.244.1.40 10.244.1.40 [root@master ~]# curl 10.244.2.33 10.244.2.33 [root@master ~]# curl 10.244.1.39 10.244.1.39
2、ClusterIP类型的Service
创建service-clusterip.yaml文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-clusterip
namespace: xiaowei
spec:
selector:
app: nginx-pod
clusterIP: # service的ip地址,如果不写,默认会生成一个
type: ClusterIP
ports:
- port: 80 # Service端口
targetPort: 80 # pod端口
# 创建service
[root@master ~]# kubectl create -f service-clusterip.yaml
service/service-clusterip created
# 查看service
[root@master ~]# kubectl get svc -n xiaowei -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service-clusterip ClusterIP 10.97.97.97 <none> 80/TCP 13s app=nginx-pod
# 查看service的详细信息
# 在这里有一个Endpoints列表,里面就是当前service可以负载到的服务入口
[root@master ~]# kubectl describe svc service-clusterip -n xiaowei
Name: service-clusterip
Namespace: dev
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx-pod
Type: ClusterIP
IP: 10.97.97.97
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 10.244.1.39:80,10.244.1.40:80,10.244.2.33:80
Session Affinity: None
Events: <none>
# 访问10.97.97.97:80观察效果
[root@master ~]# curl 10.97.97.97:80
10.244.2.33
Endpoint概念
Endpoint是kubernetes中的一个资源对象,存储在etcd中,用来记录一个service对应的所有pod的访问地址,它是根据service配置文件中selector描述产生的。
一个Service由一组Pod组成,这些Pod通过Endpoints暴露出来,Endpoints是实现实际服务的端点集合。换句话说,service和pod之间的联系是通过endpoints实现的。
负载分发策略
对Service的访问被分发到了后端的Pod上去,目前kubernetes提供了两种负载分发策略:
-
如果不定义,默认使用kube-proxy的策略,比如随机、轮询
-
基于客户端地址的会话保持模式,即来自同一个客户端发起的所有请求都会转发到固定的一个Pod上
此模式可以使在spec中添加
sessionAffinity:ClientIP
选项
# 循环访问测试
[root@master ~]# while true;do curl 10.97.97.97:80; sleep 5; done;
10.244.1.40
10.244.1.39
10.244.2.33
10.244.1.40
10.244.1.39
10.244.2.33
# 修改分发策略----sessionAffinity:ClientIP
# 在spec中添加`sessionAffinity:ClientIP`选项
# 循环访问测试
[root@master ~]# while true;do curl 10.97.97.97; sleep 5; done;
10.244.2.33
10.244.2.33
10.244.2.33
# 删除service
[root@master ~]# kubectl delete -f service-clusterip.yaml
service "service-clusterip" deleted
3、HeadLiness类型的Service
在某些场景中,开发人员可能不想使用Service提供的负载均衡功能,而希望自己来控制负载均衡策略,针对这种情况,kubernetes提供了HeadLiness Service,这类Service不会分配Cluster IP,如果想要访问service,只能通过service的域名进行查询。
创建service-headliness.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-headliness
namespace: xiaowei
spec:
selector:
app: nginx-pod
clusterIP: None # 将clusterIP设置为None,即可创建headliness Service
type: ClusterIP
ports:
- port: 80
targetPort: 80
# 创建service
[root@master ~]# kubectl create -f service-headliness.yaml
service/service-headliness created
# 获取service, 发现CLUSTER-IP未分配
[root@master ~]# kubectl get svc service-headliness -n xiaowei -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service-headliness ClusterIP None <none> 80/TCP 11s app=nginx-pod
# 查看service详情
[root@master ~]# kubectl describe svc service-headliness -n xiaowei
Name: service-headliness
Namespace: dev
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx-pod
Type: ClusterIP
IP: None
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 10.244.1.39:80,10.244.1.40:80,10.244.2.33:80
Session Affinity: None
Events: <none>
# 查看域名的解析情况
[root@master ~]# kubectl exec -it pc-deployment-66cb59b984-8p84h -n xiaowei /bin/sh
/ # cat /etc/resolv.conf
nameserver 10.96.0.10
search dev.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
[root@master ~]# dig @10.96.0.10 service-headliness.xiaowei.svc.cluster.local
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.1.40
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.1.39
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.2.33
4、NodePort类型的Service
在之前的样例中,创建的Service的ip地址只有集群内部才可以访问,如果希望将Service暴露给集群外部使用,那么就要使用到另外一种类型的Service,称为NodePort类型。NodePort的工作原理其实就是**将service的端口映射到Node的一个端口上**,然后就可以通过`NodeIp:NodePort`来访问service了。
创建service-nodeport.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-nodeport
namespace: xiaowei
spec:
selector:
app: nginx-pod
type: NodePort # service类型
ports:
- port: 80
nodePort: 30002 # 指定绑定的node的端口(默认的取值范围是:30000-32767), 如果不指定,会默认分配
targetPort: 80
# 创建service
[root@master ~]# kubectl create -f service-nodeport.yaml
service/service-nodeport created
# 查看service
[root@master ~]# kubectl get svc -n xiaowei -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) SELECTOR
service-nodeport NodePort 10.105.64.191 <none> 80:30002/TCP app=nginx-pod
# 接下来可以通过电脑主机的浏览器去访问集群中任意一个nodeip的30002端口,即可访问到pod
5、LoadBalancer类型的Service
LoadBalancer和NodePort很相似,目的都是向外部暴露一个端口,区别在于LoadBalancer会在集群的外部再来做一个负载均衡设备,而这个设备需要外部环境支持的,外部服务发送到这个设备上的请求,会被设备负载之后转发到集群中。
6、ExternalName类型的Service
ExternalName类型的Service用于引入集群外部的服务,它通过`externalName`属性指定外部一个服务的地址,然后在集群内部访问此service就可以访问到外部的服务了。
创建service-externalname.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-externalname
namespace: xiaowei
spec:
type: ExternalName # service类型
externalName: www.baidu.com #改成ip地址也可以
# 创建service
[root@master ~]# kubectl create -f service-externalname.yaml
service/service-externalname created
# 域名解析
[root@master ~]# dig @10.96.0.10 service-externalname.xiaowei.svc.cluster.local
风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。