k8s实战之Service

时间:2022-06-16 08:33:39

一、概述

  为了适应快速的业务需求,微服务架构已经逐渐成为主流,微服务架构的应用需要有非常好的服务编排支持,k8s中的核心要素Service便提供了一套简化的服务代理和发现机制,天然适应微服务架构,任何应用都可以非常轻易地运行在k8s中而无须对架构进行改动;

k8s分配给Service一个固定IP,这是一个虚拟IP(也称为ClusterIP),并不是一个真实存在的IP,而是由k8s虚拟出来的。虚拟IP的范围通过k8s API Server的启动参数 --service-cluster-ip-range=19.254.0.0/16配置;

  虚拟IP属于k8s内部的虚拟网络,外部是寻址不到的。在k8s系统中,实际上是由k8s Proxy组件负责实现虚拟IP路由和转发的,所以k8s Node中都必须运行了k8s Proxy,从而在容器覆盖网络之上又实现了k8s层级的虚拟转发网络。

服务代理:

  在逻辑层面上,Service被认为是真实应用的抽象,每一个Service关联着一系列的Pod。在物理层面上,Service有事真实应用的代理服务器,对外表现为一个单一访问入口,通过k8s Proxy转发请求到Service关联的Pod。

Service同样是根据Label Selector来刷选Pod进行关联的,实际上k8s在Service和Pod之间通过Endpoint衔接,Endpoints同Service关联的Pod;相对应,可以认为是Service的服务代理后端,k8s会根据Service关联到Pod的PodIP信息组合成一个Endpoints。

   #kubectl get service my-nginx
  #kubectl get pod --selector app=nginx
  k8s创建Service的同时,会自动创建跟Service同名的Endpoints:
  #kubectl get endpoints my-nginx -o yaml
  #kubectl describe service my-nginx

  Service不仅可以代理Pod,还可以代理任意其他后端,比如运行在k8s外部的服务。加速现在要使用一个Service代理外部MySQL服务,不用设置Service的Label Selector。
Service的定义文件: mysql-service.yaml:

 apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
spec:
ports:
- port:
targetPort:
protocol: TCP

  同时定义跟Service同名的Endpoints,Endpoints中设置了MySQL的IP:192.168.3.180;
  Endpoints的定义文件mysql-endpoints.yaml:

 apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
name: mysql
subsets:
- addresses:
- ip: 192.168.39.175
ports:
- port:
protocol: TCP

  #kubectl create -f mysql-service.yaml -f mysql-endpoints.yaml

微服务化应用的每一个组件都以Service进行抽象,组件与组件之间只需要访问Service即可以互相通信,而无须感知组件的集群变化。
这就是服务发现;

#kubectl exec my-pod -- nslookup my-service.my-ns --namespace=default
#kubectl exec my-pod -- nslookup my-service --namespace=my-ns

二、Service发布

  k8s提供了NodePort Service、 LoadBalancer Service和Ingress可以发布Service;

  NodePort Service

    NodePort Service是类型为NodePort的Service, k8s除了会分配给NodePort Service一个内部的虚拟IP,另外会在每一个Node上暴露端口NodePort,外部网络可以通过[NodeIP]:[NodePort]访问到Service。

  LoadBalancer Service   (需要底层云平台支持创建负载均衡器,比如GCE)

  LoadBalancer Service是类型为LoadBalancer的Service,它是建立在NodePort Service集群基础上的,k8s会分配给LoadBalancer;Service一个内部的虚拟IP,并且暴露NodePort。除此之外,k8s请求底层云平台创建一个负载均衡器,将每个Node作为后端,负载均衡器将转发请求到[NodeIP]:[NodePort]。

 apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-nginx
spec:
selector:
app: nginx
ports:
- name: http
port:
targetPort:
protocol: TCP
type: LoadBalancer

负载均衡器由底层云平台创建提供,会包含一个LoadBalancerIP, 可以认为是LoadBalancer Service的外部IP,查询LoadBalancer Service:

#kubectl get svc my-nginx

Ingress

  k8s提供了一种HTTP方式的路由转发机制,称为Ingress。Ingress的实现需要两个组件支持, Ingress Controller和HTTP代理服务器。HTTP代理服务器将会转发外部的HTTP请求到Service,而Ingress Controller则需要监控k8s API,实时更新HTTP代理服务器的转发规则;

 apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: my-ingress
spec:
rules:
- host: my.example.com
http:
paths:
- path: /app
backend:
serviceName: my-app
servicePort:

    Ingress 定义中的.spec.rules 设置了转发规则,其中配置了一条规则,当HTTP请求的host为my.example.com且path为/app时,转发到Service my-app的80端口;

#kubectl create -f my-ingress.yaml; kubectl get ingress my-ingress
NAME     RULE    BACKEND    ADDRESS
my-ingress    -    
      my.example.com
      /app      my-app:80

当Ingress创建成功后,需要Ingress Controller根据Ingress的配置,设置HTTP代理服务器的转发策略,外部通过HTTP代理服务就
可以访问到Service;