20-Kubernetes-Service详解-Service介绍

Posted 2022-05-09 爱学习de测试小白

Service详解-Service介绍

• • • 前言
    • Service介绍
    • kube-proxy三种工作模式
    • • userspace 模式
      • iptables 模式
      • ipvs 模式
    • Service类型

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前言

• 本篇来学习Service详解-Service介绍

Service介绍

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。

#0.97.97.97:80 是service提供的访问入口
#当访问这个入口的时候，可以发现后面有三个pod的服务在等待调用，
#kube-proxy会基于rr（轮询）的策略，将请求分发到其中一个pod上去
#这个规则会同时在集群内的所有节点上都生成，所以在任何一个节点上访问都可以。
[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

kube-proxy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
# 查看ipvs 规则
[root@master ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
# 开启ipvs  修改mode: "ipvs"
[root@master ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
configmap/kube-proxy edited

[root@master ~]# kubectl delete pod -l k8s-app=kube-proxy -n kube-system
pod "kube-proxy-4r8jh" deleted
pod "kube-proxy-5v5qn" deleted
pod "kube-proxy-s4fw2" deleted
pod "kube-proxy-tk5bx" deleted

[root@master ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.96.100:30421 rr
  -> 10.244.2.36:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.38:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.40:80               Masq    1      0          0
TCP  192.168.96.100:31898 rr
  -> 10.244.3.50:80               Masq    1      0          0
TCP  10.96.0.1:443 rr
  -> 192.168.96.100:6443          Masq    1      0          0
TCP  10.96.0.10:53 rr
TCP  10.96.0.10:9153 rr
TCP  10.96.161.6:80 rr
  -> 10.244.2.36:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.38:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.40:80               Masq    1      0          0
TCP  10.96.219.195:80 rr
  -> 10.244.2.36:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.38:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.40:80               Masq    1      0          0
TCP  10.102.106.135:443 rr
  -> 192.168.96.102:443           Masq    1      0          0
TCP  10.105.154.148:80 rr
  -> 10.244.2.34:80               Masq    1      0          0
TCP  10.110.69.156:80 rr
  -> 10.244.3.50:80               Masq    1      0          0
TCP  127.0.0.1:30421 rr
  -> 10.244.2.36:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.38:80               Masq    1      0          0
  -> 10.244.2.40:80               Masq    1      0          0
TCP  127.0.0.1:31898 rr
  -> 10.244.3.50:80               Masq    1      0          0
TCP  127.0.0.1:32378 rr
  -> 10.244.2.34:80               Masq    1      0          0
TCP  192.168.96.100:32378 rr
  -> 10.244.2.34:80               Masq    1      0          0
UDP  10.96.0.10:53 rr

Service类型

• Service的资源清单

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

四种类型：

• 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