K8S | Service服务发现
服务发现与负载均衡。
一、背景
在微服务架构中，这里以开发环境「Dev」为基础来描述，在K8S集群中通常会开放：路由网关、注册中心、配置中心等相关服务，可以被集群外部访问；
对于测试「Tes」环境或者生产「Pro」环境，出于安全或者环境隔离性来考虑，在正常情况下只会开放网关服务，而「注册、配置」中心并不会对外暴露；
对于架构中的其它业务服务一般不会对外开放，在K8S集群内部服务间是可以正常通信的，对于「Dev」环境来说，研发会使用「注册、配置」中心，网关是系统的访问入口；
在K8S集群中，通过Service组件，可以快速简单的实现服务发现和负载均衡；
二、Service组件
1、简介
在K8S集群中是通过Pod组件来部署应用服务，Deployment组件实现Pod编排管理，Service组件实现应用的访问；
【Pod】自身的特点是临时的，使用过后直接抛弃的实体，这样在Pod创建和销毁的状态中，会导致IP地址发生变化，即无法使用固定的IP进行应用访问；
【Deployment】控制器通过管理ReplicaSet间接实现Pod管理，比如发布方式，更新和回滚策略，维持Pod副本数量，对应用进行快速的编排，但是并没有涉及应用的访问；
【Service】是将运行在一个或一组Pod上的网络应用程序公开为网络服务的方法，可以在不修改现有应用程序的情况下，使用服务发现机制访问到该应用；
基于Pod、Deployment、Service三个组件的协作，同一个应用的部署脚本可以在开发、测试、生产不同环境中复用；
2、基础语法
这里提供一个简单的【Service】语法做参考；
需要注意的是：在该脚本中没有指定服务类型即ServiceType，默认采用的是ClusterIP，通过集群的内部IP暴露服务，选择该值时服务只能够在集群内部访问；
三、内部服务发现
1、Pod创建
基于【Deployment】组件，创建「auto-serve」应用；
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: serve-deployment
labels:
app: auto-serve
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: auto-serve
template:
metadata:
labels:
app: auto-serve
spec:
containers:
- name: auto-serve
image: auto-serve:latest
imagePullPolicy: Never
ports:
- containerPort: 8082
name: auto-serve-port
执行创建命令
kubectl apply -f serve-deployment.yaml
2、Service创建
简单的脚本文件：app-service.yaml；
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: app-service
spec:
selector:
app: auto-serve
ports:
- name: app-service-port
protocol: TCP
port: 8082
targetPort: auto-serve-port
创建【Service】
kubectl apply -f app-service.yaml
查看【Service】，可以使用命令行或者界面；
kubectl describe svc app-service
删除【Service】
kubectl delete -f app-service.yaml
3、内部访问
在上面已经说明，当Type不指定时采用的是ClusterIP，只能在集群内部访问，集群外部的网络是无法访问的；
在【auto-client】服务中提供一段访问【auto-serve】接口的代码，并制作镜像【auto-client:3.3.3】，完成部署后查看日志打印；
@Component
public class HttpServiceJob {
private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(HttpServiceJob.class.getName()) ;
private static final String SERVER_NAME = "http://app-service:8082/serve";
private static final String SERVER_IP = "http://10.103.252.94:8082/serve";
/**
* 每30秒执行一次
*/
@Scheduled(fixedDelay = 30000)
public void systemDate () {
SimpleClientHttpRequestFactory factory = new SimpleClientHttpRequestFactory();
factory.setReadTimeout(3000);
factory.setConnectTimeout(6000);
RestTemplate restTemplate = new RestTemplate(factory);
try {
Map<String, String> paramMap = new HashMap<>();
String result = restTemplate.getForObject(SERVER_NAME, String.class, paramMap);
LOG.info("service-name-resp::::" + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Map<String, String> paramMap = new HashMap<>();
String result = restTemplate.getForObject(SERVER_IP, String.class, paramMap);
LOG.info("service-ip-resp::::" + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在代码中通过服务名:端口和IP:端口都可以正常访问，在Pod中查看两个应用的日志，请求和响应都正常；
四、外部服务发现
1、NodePort类型
指定类型为NodePort的脚本：app-np-service.yaml；
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: app-np-service
spec:
type: NodePort
selector:
app: auto-serve
ports:
- protocol: TCP
port: 8082
targetPort: 8082
nodePort: 30010
创建【Service】
kubectl apply -f app-np-service.yaml
使用NodePort类型，K8S控制平面会在指定的范围内分配端口，如果需要特定的端口号可以指定nodePort字段中的值，但是该类型需要自己设置负载均衡解决方案；
2、LoadBalancer类型
指定类型为LoadBalancer的脚本：app-lb-service.yaml；
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: app-lb-service
spec:
type: LoadBalancer
selector:
app: auto-serve
ports:
- protocol: TCP
port: 8082
targetPort: 8082
创建【Service】
kubectl apply -f app-lb-service.yaml
查看【Service】
在查看「app-lb-service」时，值得注意一下Endpoints的字段属性，这里就是Pod选择器选中的Pod；
kubectl get svc app-lb-service -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
app-lb-service LoadBalancer 10.111.65.220 localhost 8082:30636/TCP 6m49s app=auto-serve
kubectl describe svc app-lb-service
Name: app-lb-service
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=auto-serve
Type: LoadBalancer
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: 10.111.65.220
IPs: 10.111.65.220
LoadBalancer Ingress: localhost
Port: <unset> 8082/TCP
TargetPort: 8082/TCP
NodePort: <unset> 30636/TCP
Endpoints: 10.1.0.160:8082,10.1.0.161:8082,10.1.0.162:8082
Session Affinity: None
External Traffic Policy: Cluster
Events: <none>
kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
serve-deployment-f6f6c5bbd-9qvgr 1/1 Running 0 39m 10.1.0.162 docker-desktop
serve-deployment-f6f6c5bbd-w7nj2 1/1 Running 0 39m 10.1.0.161 docker-desktop
serve-deployment-f6f6c5bbd-x7v4d 1/1 Running 0 39m 10.1.0.160 docker-desktop
五、参考源码
文档仓库：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note
脚本仓库：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-auto-parent