Kubernetes系列之理解K8s Service的几种模式

今天给大家介绍下k8s的service的几种访问模式。

概述


我们知道pod的ip不是固定的,是根据所在宿主机的docker0网卡生成的,每次重启,更新,调度等情况IP都会变,那pod与pod之间需要互相调用,肯定不能用ip的,因为地址不是固定的, 如何能保障pod之前访问的可靠性,由此就衍生出Service的概念。

在实际生产环境中,一般有两种访问 对集群内部的访问, 集群外部的访问。service现在分为以下类型

ClusterIP

集群内部容器访问地址,会生成一个虚拟IP 与pod不在一个网段。

NodePort   

会在宿主机上映射一个端口,供外部应用访问模式。

Headless CluserIP   

无头模式,无serviceip,即把spec.clusterip设置为None 。

LoadBalancer

使用外部负载均衡。

Port类型


我们先理解Service Port的几种类型。

NodePort

指定暴露到宿主机的端口,不指定的话会随机分配个,分配的IP在apiserver的配置文件中指定了--service-node-port-range=30000-50000,表示只允许分配30000-50000之间的端口。

比如一个nginx应用需要能被外部访问,就需要配置类型为type=NodePort,并且需要配置下nodePort: 30002(指定固定端口),这样的话外部使用http://ip:30002就可以访问这个应用了。

也有一些内部服务是需要外部访问的,那就不需要到使用NodePort模式了。

apiVersion: v1

Port

集群内部服务之间访问的端口。

比如一个nginx容器暴露了80端口,但是其他容器需要通过nginx:80访问,就需要配置port:80 ,外部是没法访问这个端口的,因为没有对外开放端口。

apiVersion: v1

targetPort

容器本身暴露的端口,和dockerfile中的expose意思一样

例子说明


接下来我们通过几个例子来理解说明

创建NodePort类型Service

如果选择了“NodePort”,那么 Kubernetes master 会分配一个区域范围内,(默认是30000-32767),并且,每一个node,都会代理(proxy)这个端口到你的服务中,我们可以在spec.ports[*].nodePort 找到具体的值

如果我们指定一个端口,我们可以直接写在nodePort上,系统就会给你指派指定端口,但是这个值必须是指定范围内的。

Cluster service 的 IP 地址是虚拟的,因此,只能从node节点上使用该IP 地址访问应用。为了从集群外访问应用,K8S 提供了使用 node 节点的IP 地址访问应用的方式。

基本上,NodePort 服务与普通的 “ClusterIP” 服务 YAML 定义有两点区别。 首先,type 是 “NodePort”。还有一个称为 nodePort 的附加端口,指定在节点上打开哪个端口。 如果你不指定这个端口,它会选择一个随机端口。

 该端口号的范围是 kube-apiserver 的启动参数 –service-node-port-range指定的,在当前测试环境中其值是 30000-50000。表示只允许分配30000-50000之间的端口。

ps:一般使用NodePort 都会在外部搭建负载均衡来代理多个node节点。

创建一个Deployment

[root@master-01 ~]# cat nginx-deploy.yaml 

创建service 

[root@master-01 ~]# cat ng-svc.yaml 

查看详情

[root@master-01 ~]# kubectl  describe  svc  nginx

查看状态

[root@master-01 ~]# kubectl  get po,ep,svc

访问测试

# 通过endpoint 访问

在pod中也可以通过service的名称访问(一般都这样使用)

创建ClusterIP类型Service

会生成一个集群内部的虚拟IP(网段和pod不同)只是给集群内部和pod之间访问的,外部无法访问,网段通过配置文件指定。

ClusterIP也是Kubernetes service的默认类型。

原理

用户通过kubectl命令向apiserver发送创建service的命令,apiserver接收到请求以后将数据存储到etcd中。

每个节点中都有一个叫做kube-proxy的进程,这个进程负责感知service,pod的变化,并将变化的信息写入本地的iptables中。

iptables 使用NAT等技术将virtualIP的流量转至endpoint中。

创建pod

[root@master-01 ~]# cat nginx-deployment.yaml 

创建Service

[root@master-01 ~]# cat ng-svc-clusterip.yaml 

创建HeadlessClusterIP类型Service

有时候我们可能不需要一个固定的IP和分发,这个时候我们只需要将spec.clusterIP的值设置为none就可以了,通过设置标签绑定到pod的方式完成,对于这样的服务来说,集群IP没有分配,这个时候当你查询服务的名称的时候,DNS会返回多个A记录,这些记录都是指向后端Pod的。Kube-proxy代理不会处理这个服务,在服务的前端也没有负载均衡器。但是endpoints controller还是会创建Endpoints,在访问服务的时候返回后端的全部的Pod IP地址。

创建pod

[root@master-01 ~]# cat busybox-deploy.yaml 

创建service

[root@master-01 ~]# cat busybox-svc-headless.yaml 

查看状态

可以看到CLUSTER-IP  为None了,

[root@master-01 ~]# kubectl  get svc,ep,po

以上可以看出后端的pod列表已经加到该svc。

我们进容器中通过service名字是否能够解析访问到pod

查看dns域

root@busybox-deploy-b47575595-khxsp:/# cat /etc/resolv.conf 

可以看到以上的A记录,解析出的是pod的ip地址

1.普通 Service:解析成 ClusterIP

2.Headless Service:解析为指定 Pod的IP列表,Serivce域名也起到了通过dns做负载的能力。

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