Docker Kubernetes--k8s网络通信，services(微服务)

其他 2021-03-25 16:56:00 阅读次数: 0

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0、k8s网络通信

- k8s通过CNI接口接入其他插件来实现网络通讯。目前比较流行的插件有flannel，calico等。
  CNI插件存放位置：# cat  /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist 
  
  插件使用的解决方案如下：
	虚拟网桥，虚拟网卡，多个容器共用一个虚拟网卡进行通信。
	多路复用：MacVLAN，多个容器共用一个物理网卡进行通信。
	硬件交换：SR-LOV，一个物理网卡可以虚拟出多个接口，这个性能最好。
	
  容器间通信：同一个pod内的多个容器间的通信，通过lo即可实现；
	
  pod之间的通信：
	同一节点的pod之间通过cni网桥转发数据包。(brctl show可以查看)
	不同节点的pod之间的通信需要网络插件支持。
	
  pod和service通信: 通过iptables或ipvs实现通信，ipvs取代不了iptables，因为ipvs只能做负载均衡，而做不了nat转换。
	
  pod和外网通信：iptables的MASQUERADE。
	
  Service与集群外部客户端的通信；（ingress、nodeport、loadbalancer）

1、services简介

- Service可以看作是一组提供相同服务的Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。
	service默认只支持4层负载均衡能力，没有7层功能。（可以通过Ingress实现）
	
	service的类型：(前三种是集群外部访问内部资源)
		ClusterIP：默认值，k8s系统给service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，访问任意一个NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP。
		LoadBalancer：在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 <NodeIP>:NodePort，此模式只能在云服务器上使用。
		ExternalName：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定）。[集群内部访问外部，通过内部调用外部资源]

2、IPVS模式的service

- Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的.
	kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的CPU资源。
	PVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Pod。

2.1 查看没有设置ipvs模式时候的ipvs

[root@server2 ~]# lsmod | grep ip 
ip6_udp_tunnel         12755  1 vxlan
ip_vs_sh               12688  0 
ip_vs_wrr              12697  0 
ip_vs_rr               12600  0 
ip_vs                 145458  6 ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr

在这里插入图片描述

2.2 部署ipvs模式

[root@server2 ~]# yum install -y ipvsadm    ##安装ipvsadm,每个节点都需要安装。每个节点操作一样
[root@server3 ~]# yum install -y ipvsadm
[root@server4 ~]# yum install -y ipvsadm

[root@server2 ~]# kubectl get cm -n kube-system 
[root@server2 ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy   ##部署之前查看一下
[root@server2 ~]# kubectl -n kube-system edit cm kube-proxy   ##进入修改mode为ipvs
    mode: "ipvs"
[root@server2 ~]# kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'     ##更新kube-proxy pod
[root@server2 ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy  ##部署之后查看是否发生变化

#IPVS模式下，kube-proxy会在service创建后，在宿主机上添加一个虚拟网卡：kube-ipvs0，并分配service IP。
[root@server2 ~]# ip addr   ##查看ip

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

[root@server2 ~]# kubectl expose deployment deployment --port=80
service/deployment exposed
[root@server2 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
deployment   ClusterIP   10.98.150.51   <none>        80/TCP    5s
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP   28d
[root@server2 ~]# kubectl create -f service.yml 
service/myservice created
[root@server2 ~]# ipvsadm -ln
[root@server2 ~]# iptables -t nat -nL | grep :80
[root@server2 ~]#

在这里插入图片描述

2.3 测试(观察是否是动态负载均衡变化)

[root@server2 ~]# cat service.yml rs.yml > demo.yml
[root@server2 ~]# vim demo.yml 
[root@server2 ~]# kubectl get pod -L app
[root@server2 ~]# vim demo.yml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  #clusterIP: None
  #type: NodePort     ##改为NodePort
  #type: LoadBalancer
  #externalIPs:
  #  - 192.168.0.10
---

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo2
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v2
[root@server2 ~]# kubectl apply -f demo.yml    ##创建services和pod
service/myservice created
deployment.apps/demo2 created
[root@server2 ~]# kubectl get svc  ##查看服务
[root@server2 ~]# kubectl describe svc myservice
[root@server2 ~]# ip addr
[root@server2 ~]# ipvsadm -ln   ##查看对应的负载均衡
[root@server2 ~]# curl 10.108.244.104/hostname.html
demo2-67f8c948cf-qv8cl
[root@server2 ~]# curl 10.108.244.104/hostname.html
demo2-67f8c948cf-wcrlp
[root@server2 ~]# curl 10.108.244.104/hostname.html
demo2-67f8c948cf-f2zxw

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

3、k8s提供的dns服务插件

[root@server2 ~]# kubectl get services kube-dns --namespace=kube-system
NAME       TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
kube-dns   ClusterIP   10.96.0.10   <none>        53/UDP,53/TCP,9153/TCP   28d

[root@server2 ~]# kubectl attach demo -it    ##如果有demo就直接进
[root@server2 ~]# kubectl  run demo --image=busyboxplus -it  ##没有demo创建demo

[root@server2 ~]# yum install bind-utils -y   ##安装dig工具
[root@server2 ~]# dig myservice.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10  ##通过dig进行测试

在这里插入图片描述

4、Headless Service “无头服务”

  • Headless Service不需要分配一个VIP，而是直接以DNS记录的方式解析出被代理Pod的IP地址。
    域名格式： ( s e r v i c e n a m e ) . (servicename). (servicename).(namespace).svc.cluster.local
[root@server2 ~]# vim demo.yml 
  clusterIP: None  ##无头服务
   replicas: 6
[root@server2 ~]# kubectl apply -f demo.yml 
service/myservice created
deployment.apps/demo2 created
[root@server2 ~]# kubectl get pod
[root@server2 ~]# kubectl delete -f rs.yml 
deployment.apps "deployment" deleted
[root@server2 ~]# kubectl delete svc deployment 
service "deployment" deleted

[root@server2 ~]# kubectl get svc  ##CLUSTER-IP没有分配ip
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   28d
myservice    ClusterIP   None         <none>        80/TCP    107s
[root@server2 ~]# kubectl describe svc myservice   ##有对应的Endpoints:
[root@server2 ~]# kubectl get pod  
[root@server2 ~]# kubectl attach demo -it

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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5、从外部访问service的三种方式

5.1 NodePort方式

[root@server2 ~]# kubectl delete -f demo.yml 
service "myservice" deleted
deployment.apps "demo2" deleted
[root@server2 ~]# vim demo.yml 
  #clusterIP: None
  type: NodePort
  replicas: 3
[root@server2 ~]# kubectl apply -f demo.yml 
service/myservice created
deployment.apps/demo2 created
[root@server2 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        28d
myservice    NodePort    10.105.12.247   <none>        80:30942/TCP   25s
[root@server2 ~]# netstat -antlp| grep :30942
tcp        0      0 0.0.0.0:30942           0.0.0.0:*               LISTEN      30455/kube-proxy  
[root@foundation50 yum.repos.d]# curl 192.168.0.2:30942/hostname.html
[root@server2 ~]# ipvsadm -ln

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.2 LoadBalancer

[root@server2 ~]# vim demo.yml 
[root@server2 ~]# kubectl apply -f demo.yml 
service/myservice configured
deployment.apps/demo2 unchanged
  #type: NodePort
  type: LoadBalancer
[root@server2 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP      10.96.0.1       <none>        443/TCP        28d
myservice    LoadBalancer   10.105.12.247   <pending>     80:30942/TCP   7m40s
[root@server2 ~]# ipvsadm -ln
[root@server2 ~]# kubectl describe svc myservice 
[root@server2 ~]# kubectl delete svc myservice 
service "myservice" deleted
[root@server2 ~]# kubectl apply -f demo.yml 
service/myservice created
deployment.apps/demo2 unchanged
[root@server2 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP      10.96.0.1       <none>        443/TCP        28d
myservice    LoadBalancer   10.100.19.229   <pending>     80:30105/TCP   2s

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.3 ExternalName(集群内部访问外部)

5.3.1直接分配一个公有ip
[root@server2 ~]# vim demo.yml 
  externalIPs:
  - 192.168.0.10
[root@server2 ~]# kubectl apply -f demo.yml 
service/myservice configured
deployment.apps/demo2 unchanged
[root@server2 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP    PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>         443/TCP   28d
myservice    ClusterIP   10.101.22.71   192.168.0.10   80/TCP    7m7s
[root@foundation50 Desktop]# curl 192.168.0.10/hostname.html
demo2-7cf4c6fbcd-ht7r5
[root@foundation50 Desktop]# curl 192.168.0.10/hostname.html
demo2-7cf4c6fbcd-fzpft

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.3.2 ExternalName
[root@server2 ~]# vim exsvc.yml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: exsvc
spec:
  type:  ExternalName
  externalName: www.baidu.com
[root@server2 ~]# kubectl apply -f exsvc.yml 
service/exsvc created
[root@server2 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP     PORT(S)   AGE
exsvc        ExternalName   <none>         www.baidu.com   <none>    4s
kubernetes   ClusterIP      10.96.0.1      <none>          443/TCP   28d
myservice    ClusterIP      10.101.22.71   192.168.0.10    80/TCP    12m

[root@server2 ~]# kubectl run demo --image=busyboxplus -it
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
[ root@demo:/ ]$ nslookup exsvc
Server:    10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local

Name:      exsvc
Address 1: 14.215.177.39
Address 2: 14.215.177.38
[root@server2 ~]# kubectl attach demo -it 
[root@server2 ~]# dig -t A exsvc.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10  ##要想访问到，要确保联网

在这里插入图片描述

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转载自blog.csdn.net/weixin_45777669/article/details/114311411
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