服务发现与负载均衡机制Service实例创建

什么是Service？

Service是逻辑上的一组Pod，一种可以访问Pod的策略，而且其他Pod可以通过Service访问到这个Service代理的Pod，可以把它理解为传统架构中的反向代理。

相对于Pod而言，Service有一个固定的名称，不会发生改变，并且提供了负载均衡的功能。

通过Service的定义，可以对客户端应用屏蔽后端Pod实例数量及Pod IP地址的变化，通过负载均衡策略实现请求到后端Pod实例的转发，为客户端应用提供一个稳定的服务访问入口地址。

Service实现的是微服务架构中的几个核心功能：全自动的服务注册、服务发现、服务负载均衡等。

创建一个Service实例

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
  - name: http #service端口名称
    port: 80 #service自己的端口
    protocol: TCP #支持TCP UDP SCTP等
    targetPort: 80 #后端应用接口
  - name: https
    port: 443
    protocol: TCP
    targetPort: 443
  selector:
    app: nginx  #这个就是匹配规则，代理标签中有nginx的后端服务器
  sessionAffinity: None
  type: ClusterIP

执行上面的yaml文件，创建一个service

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f nginx-svc.yaml 
service/nginx-svc created
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          9d
nginx-svc    ClusterIP   10.110.150.87   <none>        80/TCP,443/TCP   15s

我们通过访问svc地址就能访问到后端的nginx

[root@k8s-master01 ~]# curl 10.110.150.87
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/" rel="external nofollow" >nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/" rel="external nofollow" >nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

在同一个namespace中，其他Pod访问svc只需要curl http://nginx-svc就可以
跨namespace的话，需要在svc名称后加.namespace名称就可以了，使用需谨慎，没必要不推荐
不建议通过IP地址访问，因为IP不是固定的，删除或重建后IP会随机生成

注意，以上内容只能在集群内部访问

集群外部访问svc

希望在生产中使用某个固定的名称而非IP地址进行访问外部的中间件服务
希望Service指向另一个namespace中或其他集群中的服务
某项目正在迁移至k8s集群，但是一部分服务仍然在集群外部，此时可以使用service代理外部的服务

创建代理外部应用的Service实例

下面我们定义一个外部应用的service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc-w
  name: nginx-svc-w
spec:
  ports:
  - name: http 
    port: 80 
    protocol: TCP 
    targetPort: 80 
#  - name: https
#    port: 443
#    protocol: TCP
#    targetPort: 443
#  selector:
#    app: nginx 
  sessionAffinity: None
  type: ClusterIP

区别就是少了这两个参数：

  selector:
    app: nginx

创建成功后查看，可以发现虽然创建成功了但是没有ENDPOINTS

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get svc
NAME          TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes    ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          9d
nginx-svc     ClusterIP   10.110.150.87   <none>        80/TCP,443/TCP   31m
nginx-svc-w   ClusterIP   10.110.144.61   <none>        80/TCP           58s
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get ep
NAME         ENDPOINTS                                                          AGE
kubernetes   192.168.10.2:6443,192.168.10.3:6443,192.168.10.4:6443              9d
nginx-svc    172.17.125.10:443,172.18.195.22:443,172.17.125.10:80 + 1 more...   31m

接下来我们需要手动创建一个自定义的ENDPOINTS借用存在的ep生成一个新的ep文件

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get ep nginx-svc -o yaml > nginx-ep-w.yaml

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc-w
  name: nginx-svc-w
  namespace: default
subsets:
- addresses:
  - ip: 110.242.68.3 # 代理的外部服务的地址
  ports:
  - name: http
    port: 80
    protocol: TCP

可以看到已经有外部的代理了

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f nginx-ep-w.yaml 
endpoints/nginx-svc-w created
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get ep
NAME          ENDPOINTS                                                          AGE
kubernetes    192.168.10.2:6443,192.168.10.3:6443,192.168.10.4:6443              9d
nginx-svc     172.17.125.10:443,172.18.195.22:443,172.17.125.10:80 + 1 more...   47m
nginx-svc-w   110.242.68.3:80                                                    11s

接下来试试能不能访问成功

# 直接访问的话是通的，返回值200
[root@k8s-master01 ~]# curl baidu.com -I
HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 14 Feb 2022 01:43:18 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Tue, 12 Jan 2010 13:48:00 GMT
ETag: "51-47cf7e6ee8400"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 81
Cache-Control: max-age=86400
Expires: Tue, 15 Feb 2022 01:43:18 GMT
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/html
# 通过访问service的IP可以看到也是通的，返回值200
[root@k8s-master01 ~]# curl 10.110.144.61 -I
HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 14 Feb 2022 01:44:20 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Tue, 12 Jan 2010 13:48:00 GMT
ETag: "51-47cf7e6ee8400"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 81
Cache-Control: max-age=86400
Expires: Tue, 15 Feb 2022 01:44:20 GMT
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/html

如果业务变更ep地址变了怎么办?只需要在ep中将代理的地址更换即可。

比如我们更换一个taobao的地址测试：

# 取出taobao的IP
[root@k8s-master01 ~]# ping taobao.com
PING taobao.com (140.205.94.189) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 140.205.94.189 (140.205.94.189): icmp_seq=1 ttl=128 time=27.4 ms
64 bytes from 140.205.94.189 (140.205.94.189): icmp_seq=2 ttl=128 time=27.4 ms
# 修改ep的yaml文件：nginx-ep-w.yaml
apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc-w
  name: nginx-svc-w
  namespace: default
subsets:
- addresses:
  - ip: 140.205.94.189 # taobao
  ports:
  - name: http
    port: 80
    protocol: TCP
# 重新加载
[root@k8s-master01 ~]# kubectl replace -f nginx-ep-w.yaml

访问测试一下看是否连通：这个返回501是没问题的。

[root@k8s-master01 ~]# curl 10.110.144.61 -I
HTTP/1.1 501 Not Implemented
Server: Tengine
Date: Mon, 14 Feb 2022 01:39:16 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 583
Connection: close

Service反代外部域名

这个不说了，知道怎么配就行了。
Service的yaml文件：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc-wname
  name: nginx-svc-wname
spec:
  type: ExternalName
  externalName: www.baidu.com

然后创建就行了：

kubectl apply -f nginx-svc-wname.yaml

Service 的类型：

ClusterIP：在集群内部使用，默认

ExternalName：通过返回定义的CNAME别名

NodePort：在所有安装了kube-proxy的节点上打开一个端口，此端口可以代理至后端Pod，然后集群外部可以使用节点的IP地址和NodePort端口号访问到集群Pod服务。端口取值范围默认30000-32767

LoadBalancer：使用云服务商提供的负载均衡器公开服务

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