Kubernetes——Service(SVC)服务

Posted 2023-03-25

Kubernetes Service定义了这样一种抽象：一个Pod的逻辑分组，一种可以访问它们的策略 —— 通常称为微服务。这一组Pod能够被Service访问到，通常是通过Label Selector

Service能够提供负载均衡的能力，但是在使用上有以下限制：

Service 在 K8s 中有以下四种类型

svc基础导论

在 Kubernetes 集群中，每个 Node 运行一个kube-proxy进程。kube-proxy负责为Service实现了一种VIP（虚拟 IP）的形式，而不是ExternalName的形式。在 Kubernetes v1.0 版本，代理完全在 userspace。在Kubernetes v1.1 版本，新增了 iptables 代理，但并不是默认的运行模式。从 Kubernetes v1.2 起，默认就是iptables 代理。在 Kubernetes v1.8.0-beta.0 中，添加了 ipvs 代理

在 Kubernetes 1.14 版本开始默认使用ipvs 代理

在 Kubernetes v1.0 版本，Service是 “4层”（TCP/UDP over IP）概念。在 Kubernetes v1.1 版本，新增了Ingress API（beta 版），用来表示 “7层”（HTTP）服务

为何不使用 round-robin DNS？
DNS会在很多的客户端里进行缓存，很多服务在访问DNS进行域名解析完成、得到地址后不会对DNS的解析进行清除缓存的操作，所以一旦有他的地址信息后，不管访问几次还是原来的地址信息，导致负载均衡无效。

这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes Service对象和Endpoints，调用netlink接口以相应地创建ipvs 规则并定期与 Kubernetes Service对象和Endpoints对象同步 ipvs 规则，以确保 ipvs 状态与期望一致。访问服务时，流量将被重定向到其中一个后端 Pod

与 iptables 类似，ipvs 于 netfilter 的 hook 功能，但使用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作。这意味着 ipvs 可以更快地重定向流量，并且在同步代理规则时具有更好的性能。此外，ipvs 为负载均衡算法提供了更多选项，例如：

注意： ipvs模式假定在运行kube-proxy之前在节点上都已经安装了IPVS内核模块。当kube-proxy以ipvs代理模式启动时，kube-proxy将验证节点上是否安装了IPVS模块，如果未安装，则kube-proxy将回退到iptables代理模式

clusterIP 主要在每个 node 节点使用 iptables，将发向 clusterIP 对应端口的数据，转发到 kube-proxy 中。然后 kube-proxy 自己内部实现有负载均衡的方法，并可以查询到这个 service 下对应 pod 的地址和端口，进而把数据转发给对应的 pod 的地址和端口

为了实现图上的功能，主要需要以下几个组件的协同工作：

创建 myapp-deploy.yaml 文件

创建 Service 信息

有时不需要或不想要负载均衡，以及单独的Service IP。遇到这种情况，可以通过指定 ClusterIP(spec.clusterIP)的值为“None”来创建 Headless Service。这类Service 并不会分配 Cluster IP,kube-proxy 不会处理它们，而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由
主要的特点是通过无头服务的方式去解决hostname和portname的变化问题，也就是通过它去进行绑定

对于svc，一旦创建成功以后，它会写入到coreDNS中去，我们的svc的创建会有一个主机名会被写入到coreDNS，写入的格式体就是 svc的名称+命名空间的名称+当前集群的域名

意味着在无头服务中，虽然它没有ip了，但可以通过访问域名的方案依然可以访问服务下的pod

nodePort的原理在于在node上开了一个端口，将向该端口的流量导入到kube-proxy，然后由 kube-proxy进一步到给对应的pod

loadBalancer和nodePort 其实是同一种方式。区别在于 loadBalancer 比nodePort多了一步，就是可以调用cloud provider【云供应商】 去创建LB【负载均衡】来向节点导流

这种类型的 Service 通过返回 CNAME和它的值，可以将服务映射到externalName字段的内容（例如：hub.yibo.cn)。ExternalName Service 是Service的特例，它没有 selector，也没有定义任何的端口和Endpoint。相反的，对于运行在集群外部的服务，它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务

当查询主机 my-service.defalut.svc.cluster.local（SVC_NAME.NAMESPACE.svc.cluster.local)时，集群的DNS 服务将返回一个值my.database.example.com的CNAME记录。访问这个服务的工作方式和其他的相同，唯一不同的是重定向发生在DNS层，而且不会进行代理或转发。

iptables详解： http://www.zsythink.net/archives/1199/
ipvs详解： https://www.cnblogs.com/hongdada/p/9758939.html
LVS详解： https://blog.csdn.net/Ki8Qzvka6Gz4n450m/article/details/79119665

参考：
https://www.cnblogs.com/LiuQizhong/p/11573173.html

https://www.cnblogs.com/fanqisoft/p/11579061.html

参考技术A

SVC主要有以下两个作用：

一、服务发现

现在工作当中都将微服务项目部署到K8S上，因为每个项目都是很多个服务的集合，每个服务一般又都是由很多个pod组成的，那么当请求想要访问这个服务的时候如何将请求能够很好地找到这些POD并将请求分发给他们呢？

即使是同一组服务他们的pod是在集群的不同位置的，Ip也就各不相同，SVC就可以有效地将同一组服务绑定在一起，也就是提供了一个统一的服务访问的入口，无论他们分发到哪个节点，也无论他们被分发了多少个不同的IP，SVC都可以做到将请求转发到这组服务的其中一个POD中进行处理，k8s在创建SVC时候，会根据标签选择器selector(Lable selector)来查找pod,据此创建与SVC同名的endpoint对象，当pod地址发生变化时,endpoint也会随之发生变化，SVC接收到前端client请求的时候，就会通过endpoint,找到要转发到哪个Pod进行访问网站的地址。

二、负载均衡

因为每个SVC都是通过Label绑定微服务当中其中一个服务的一组POD，当外部或者集群其他服务发来请求时，SVC会通过负载均衡，将请求分发到这一组POD当中的其中一个。