Kubernetes Serivce 是一组具有相同 label Pod 集合的抽象(可以简单的理解为集群内的 LB)，集群内外的各个服务可以通过 Service 进行互相通信。

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_kubernetes

 

Service 和 kube-proxy 在 kubernetes 集群中的工作原理

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_负载均衡_02

上图流程：

1：运行在每个 Node 节点的 kube-proxy 会实时的 watch Services 和 Endpoints 对象。

当用户在 kubernetes 集群中创建了含有 label 的 Service 之后，同时会在集群中创建出一个同名的 Endpoints 对象，用于存储该 Service 下的 Pod IP. 它们的关系如下图所示:

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_运维_03

 

2、每个运行在 Node 节点的 kube-proxy 感知到 Services 和 Endpoints 的变化之后，会在各自的 Node 节点设置相关的 iptables 或 IPVS 规则，用于之后用户通过 Service 的 ClusterIP 去访问该 Service 下的服务。

3、当 kube-proxy 把需要的规则设置完成之后，用户便可以在集群内的 Node 或客户端 Pod 上通过 ClusterIP 经过 iptables 或 IPVS 设置的规则进行路由和转发，最终将客户端请求发送到真实的后端 Pod。

Service 类型

ClusterIP

ClusterIP 类型的 Service 是 Kubernetes 集群默认的 Service, 它只能用于集群内部通信。不能用于外部通信。

ClusterIP Service 类型的结构如下图所示:

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_kubernetes负载类型_04

 

NodePort

如果你想要在集群外访问集群内部的服务，你可以使用这种类型的 Service。NodePort 类型的 Service 会在集群内部的所有 Node 节点打开一个指定的端口。之后所有的流量直接发送到这个端口之后，就会转发的 Service 去对真实的服务进行访问。

NodePort Service 类型的结构如下图所示:

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_运维_05

 

LoadBalancer

如果我们希望有一个单独的 IP 地址，将请求分配给所有的外部节点IP（比如使用 round robin），我们就可以使用 LoadBalancer 服务，所以它是建立在 NodePort 服务之上的。

LoadBalancer Service 类型的结构如下图所示:

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_IP_06

 

ExternalName

类型为 ExternalName 的service将服务映射到 DNS 名称，而不是使用选择器，例如my-service或者cassandra。 您可以使用spec.externalName参数指定这些服务。

创建 ExternalName 类型的服务的 yaml 如下：

kind: Service apiVersion: v1 metadata: name: service-python spec: ports: - port: 3000 protocol: TCP targetPort: 443 type: ExternalName externalName: remote.server.url.com

kubernetes负载类型 kubernetes 负载均衡方案_负载均衡_07

 

Headless

在某些场景中，开发人员可能不想使用Service提供的负载均衡功能，而希望自己来控制负载均衡策略，针对这种情况，kubernetes提供了HeadLiness Service，这类Service不会分配Cluster IP，如果想要访问service，只能通过service的域名进行查询。

创建service-headliness.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-headliness
  namespace: dev
spec:
  selector:
    app: nginx-pod
  clusterIP: None # 将clusterIP设置为None，即可创建headliness Service
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 80    
    targetPort: 80
 # 创建service
[root@master ~]# kubectl create -f service-headliness.yaml
service/service-headliness created


# 获取service， 发现CLUSTER-IP未分配
[root@master ~]# kubectl get svc service-headliness -n dev -o wide
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE   SELECTOR
service-headliness   ClusterIP   None         <none>        80/TCP    11s   app=nginx-pod


# 查看service详情
[root@master ~]# kubectl describe svc service-headliness  -n dev
Name:              service-headliness
Namespace:         dev
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=nginx-pod
Type:              ClusterIP
IP:                None
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.1.39:80,10.244.1.40:80,10.244.2.33:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>


# 查看域名的解析情况
[root@master ~]# kubectl exec -it pc-deployment-66cb59b984-8p84h -n dev /bin/sh
/ # cat /etc/resolv.conf
nameserver 10.96.0.10
search dev.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local


[root@master ~]# dig @10.96.0.10 service-headliness.dev.svc.cluster.local
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.1.40
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.1.39
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.2.33