五、kubernetes之service管理

Service简介
在kubernetes中每个Pod都存在生命周期；当一个Pod出现故障，极有可能被Pod控制器销毁并新建一个同类Pod取代(Pod控制器对Pod进行扩容也会新建Pod)。因此每个新建的Pod的都会重新获取IP，因此可以说通过IP获取Pod的服务是不可靠的。

service是一个有固定域名作为访问入口的服务，接受用户的访问请求，通过算法代理至后端的Pods上。Pods创建和销毁都会及时关联至service上。

工作原理简介
各Node节点上的kubelet关注各自节点上的pod，如有变动会及时通知master上的kube-apiserver。
各节点上的kube-proxy又实时监测着kube-apiserver上关于pod的变动，获取变动信息后及时修改本地的iptables(或ipvs)，生成新的代理规则。

service依赖的名称解析
CoreDNS(新版本K8S)和kube-dns(老版本K8S)
DNS是一个可选（尽管强烈推荐）集群插件。 DNS 服务器监视着负责创建新 Service 的 Kubernetes API，从而为每一个 Service 创建一组 DNS 记录。如果整个集群的 DNS 一直被启用，那么所有的 Pod 应该能够自动对 Service 进行名称解析。

例如，有一个名称为 “my-service” 的 Service，它在 Kubernetes 集群中名为 “my-ns” 的 Namespace 中，为 “my-service.my-ns” 创建了一条 DNS 记录。在名称为 “my-ns” 的 Namespace 中的 Pod 应该能够简单地通过名称查询找到 “my-service”。在另一个 Namespace 中的 Pod 必须限定名称为 “my-service.my-ns”。这些名称查询的结果是 Cluster IP

service的三种工作模式
v1.1版本之前使用userspace
v1.10版本之前使用iptables
v1.11版本之后使用ipvs

service的类型

ClusterIP 仅用于集群内部的访问(默认类型) ，随机生成一个集群内的service网段ip，通过ClusterIP+port代理一组Pod的服务。
Nodeport 用于向集群外部的访问方式，k8s会为集群中的运行指定Pod的每一个node打开nodePort端口以供外部访问，默认nodePort的范围是30000-32767。node的ip+nodeport代理这一组pod服务。(如果node挂了可能就需要换另一个node的ip)
LoadBalancer 调用公有云Iaas服务生成一个集群外的负载均衡器，将Nodeport和对应的nodeip添加到负载均衡器中，让访问直接打到node中的pod。
ExternalName service代理集群外的服务，实现K8S集群中的pod访问集群外的服务

Service应用
Cluster类型的Service
目前k8s集群中已经有一组Pod
在这里插入图片描述
新建一个service作为他们的代理(通过label selector)
service的定义清单如下

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
   name: ngx-service
spec:
   selector:
     app: ngx  ##选择label为app：ngx的pod建立代理关系
   ports:
     - protocol: TCP  ##代理的协议，可选TCP或者UDP
       port: 80       ##service对外服务端口
       targetPort: 80  ##Pod上的服务端口

依据清单创建service并观察代理情况

[root@k8s-master k8s-yaml]# kubectl apply -f ngx-service.yaml 
service/ngx-service created
[root@k8s-master k8s-yaml]# kubectl get services
NAME          TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes    ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP   7d
ngx-service   ClusterIP   10.105.184.128   <none>        80/TCP    43s
[root@k8s-master k8s-yaml]# curl 10.105.184.128/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-9tbwh
[root@k8s-master k8s-yaml]# curl 10.105.184.128/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-vvnrj

docker 镜像事先构建好，提供nginx服务并/hostname.html显示docker主机名。

代理多服务的cluster类型
定义清单如下

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
   name: ngx-service
spec:
   selector:
     app: ngx  ##选择label为app：ngx的pod建立代理关系
   ports:
     - name: http
       protocol: TCP  ##代理的协议，可选TCP或者UDP
       port: 80       ##service对外服务端口
       targetPort: 80  ##Pod上的服务端口
     - name: https
       protocol: TCP  ##代理的协议，可选TCP或者UDP
       port: 443       ##service对外服务端口
       targetPort: 443  ##Pod上的服务端口

NodePort类型的Service
定义清单如下

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
   name: ngx-sr-nodeport
spec:
   type: NodePort   ##虽然为NodePort但仍会为其分配一个ClusterIP
   selector:
     app: ngx
   ports:
     - protocol: TCP
       port: 80    ##供集群内部使用CluserIP+port访问服务
       targetPort: 80  ##Pod上的服务端口
       nodePort: 30080   ##供集群外部使用node的IP+nodeport访问服务

依据清单创建service并观察代理情况

`仍会生成clusterIP，也能提供服务`
[root@k8s-master k8s-yaml]# kubectl get services
NAME              TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes        ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        7d
ngx-sr-nodeport   NodePort    10.106.74.134   <none>        80:30080/TCP   6s
[root@k8s-master k8s-yaml]# curl 10.106.74.134/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-9tbwh
[root@k8s-master k8s-yaml]# curl 10.106.74.134/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-vvnrj

`从集群外的主机访问服务`
[root@192-168-80-121 ~]# curl 192.168.80.147:30080/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-9tbwh
[root@192-168-80-121 ~]# curl 192.168.80.147:30080/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-vvnrj
[root@192-168-80-121 ~]# curl 192.168.80.147:30080/hostname.html
ngx-deployment-58d847f49c-9tbwh

外部Service
实现访问集群外（或另一个k8s集群或同个集群中的另一个namespace）的服务。需要自建service使用Endpoint，service不需要使用spec.selector。为了将Endpoint和service绑定，需要定义Endpoint的name与service相同。

service清单

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
   name: ngx-service
spec:
   ports:
     - protocol: TCP  ##代理的协议，可选TCP或者UDP
       port: 80       ##service对外服务端口
       targetPort: 80  ##Pod上的服务端口

自建Endpoint清单

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
   name: ngx-service
subsets：
   - address：
   	 - IP：1.2.3.4
   	 ports：
   	 - port：80

Headless Service
不为Service设置ClusterIP(即clusterIP:none)，同个spec.selector将后端的Pod列表直接返回给用户，尤其自行负载调度。

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
   name: ngx-service
spec:
   selector:
     app: ngx  ##选择label为app：ngx的pod建立代理关系
   clusterIP: None
   ports:
     - name: http
       protocol: TCP  ##代理的协议，可选TCP或者UDP
       port: 80       ##service对外服务端口
       targetPort: 80  ##Pod上的服务端口

盛成皿1990

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