怎么跟你说 Service的出现,就是 解决ip不固定的问题 ,怎么解决呢 ? 听小刘慢慢道来
当Pod宕机后重新生成时,其IP等状态信息可能会变动,Service会根据Pod的Label对这些状态信息进行监控和变更,保证上游服务不受Pod的变动而影响。
一、Service 简介
1.1 Service 概念
Kubernetes Service定义了这样一种抽象: Service是一种可以访问 Pod逻辑分组的策略, Service通常是通过 Label Selector访问 Pod组。
Service能够提供负载均衡的能力,但是在使用上有以下限制:只提供 4 层负载均衡能力,而没有 7 层功能,但有时我们可能需要更多的匹配规则来转发请求,这点上 4 层负载均衡是不支持的
s 1.2 Service 类型
Service在 K8s中有以下四种类型:
① ClusterIp
默认类型,自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟IP
② NodePort
在ClusterIP基础上为Service在每台机器上绑定一个端口,这样就可以通过: NodePort来访问该服务。
③ LoadBalancer
在NodePort的基础上,借助Cloud Provider创建一个外部负载均衡器,并将请求转发到NodePort
④ ExternalName
把集群外部的服务引入到集群内部来,在集群内部直接使用。没有任何类型代理被创建,这只有 Kubernetes 1.7或更高版本的kube-dns才支持。
1.3 Service 基础导论
客户端访问节点时通过 iptables实现的iptables规则是通过 kube-proxy写入的apiserver通过监控 kube-proxy去进行对服务和端点的监控kube-proxy通过 pod的标签( lables)去判断这个断点信息是否写入到 Endpoints里
二、代理
2.1 VIP 和 Service 代理
在 Kubernetes集群中,每个 Node运行一个 kube-proxy进程。 kube-proxy负责为 Service实现了一种 VIP(虚拟 IP)的形式,而不是 ExternalName的形式。在 Kubernetes v1.0版本,代理完全在 userspace。在 Kubernetes v1.1版本,新增了 iptables代理,但并不是默认的运行模式。从 Kubernetes v1.2起,默认就是 iptables代理。在 Kubernetes v1.8.0-beta.0中,添加了 ipvs代理。在 Kubernetes 1.14版本开始默认使用 ipvs代理。
在 Kubernetes v1.0版本, Service是 4 层( TCP/ UDP over IP)概念。在 Kubernetes v1.1版本,新增了 Ingress API( beta版),用来表示 7 层( HTTP)服务为何不使用 round-robin DNS?
DNS会在很多的客户端里进行缓存,很多服务在访问 DNS进行域名解析完成、得到地址后不会对 DNS的解析进行清除缓存的操作,所以一旦有他的地址信息后,不管访问几次还是原来的地址信息,导致负载均衡无效
2.2 代理模式分类
① userspace 代理模式
② iptables 代理模式
③ ipvs 代理模式
ipvs代理模式中 kube-proxy会监视 Kubernetes Service对象和 Endpoints,调用 netlink接口以相应地创建 ipvs规则并定期与 Kubernetes Service对象和 Endpoints对象同步 ipvs规则,以确保 ipvs状态与期望一致。访问服务时,流量将被重定向到其中一个后端 Pod。
与 iptables类似, ipvs于 netfilter的 hook功能,但使用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作。这意味着 ipvs可以更快地重定向流量,并且在同步代理规则时具有更好的性能。此外, ipvs为负载均衡算法提供了更多选项,例如:
rr:轮询调度lc:最小连接数dh:目标哈希sh:源哈希sed:最短期望延迟nq:不排队调度
三、Service 使用
3.1 ClusterIp
ClusterIP主要在每个node节点使用iptables,将发向ClusterIP对应端口的数据,转发到kube-proxy中。然后kube-proxy自己内部实现有负载均衡的方法,并可以查询到这个service下对应pod的地址和端口,进而把数据转发给对应的pod的地址和端口。
为了实现图上的功能,主要需要以下几个组件的协同工作:
apiserver:用户通过 kubectl命令向 apiserver发送创建 service的命令, apiserver接收到请求后将数据存储到 etcd中kube-proxy: Kubernetes的每个节点中都有一个叫做 kube-porxy的进程,这个进程负责感知 service、 pod的变化,并将变化的信息写入本地的 iptables规则中iptables:使用 NAT等技术将 virtualIP的流量转至 endpoint中创建 myapp-deploy.yaml文件
创建 Service信息:
执行命令:
3.2 Handless Service
有时不需要或不想要负载均衡,以及单独的 Service IP。遇到这种情况,可以通过指定 spec.clusterIP的值为 None来创建 Headless Service 。这类 Service并不会分配 Cluster IP, kube-proxy不会处理它们,而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由。
3.3 NodePort
NodePort的原理在于在 Node上开了一个端口,将向该端口的流量导入到 kube-proxy,然后由 kube-proxy进一步到给对应的 pod。
创建 Service信息:
执行命令:
3.4 LoadBalancer
LoadBalancer和NodePort其实是同一种方式。区别在于LoadBalancer比NodePort多了一步,就是可以调用Cloud provider去创建LB来向节点导流。
3.5 ExternalName
这种类型的 Service通过返回 CNAME和它的值,可以将服务映射到 externalName字段的内容( 例: hub.hc.com )。
ExternalName Service是 Service的特例,它没有 selector,也没有定义任何的端口和 Endpoint。相反的,对于运行在集群外部的服务,它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务。
当查询主机 my-service.defalut.svc.cluster.local时,集群的 DNS服务将返回一个值 hub.hc.com的 CNAME记录。访问这个服务的工作方式和其他的相同,唯一不同的是重定向发生在 DNS层,而且不会进行代理或转发。
四、Ingress
4.1 Ingress 简介
Service只支持4层负载均衡,而Ingress有7层功能
Nginx可以通过虚拟主机域名区分不同的服务,而每个服务通过 upstream进行定义不同的负载均衡池,再加上 location进行负载均衡的反向代理,在日常使用中只需要修改 nginx.conf即可实现,但是在 K8S中又该如何实现这种方式调度呢?
K8S引入了 ingress自动进行服务的调度, ingress包含两大组件: ingress controller和 ingress。
ingress:修改 Nginx配置操作被抽象成了 ingress对象。ingress controller: ingress controller通过与 kubernetes API交互,动态的去感知进集群中 Ingress规则变化,然后读取它,然后读取它,按照它自己的模板生成一段 nginx配置,再写到 nginx Pod中,最后 reload以下,工作流程如下图:
Ingress 的安装
① 下载 Ingress镜像:
② 拷贝配置文件 mandatory.yaml、 service-nodeport.yaml
③ 部署 ingress-controller对外提供服务:
④ 给 ingress-controller建立一个 servcie,接收集群外部流量
4.2 Ingress HTTP 代理访问
创建 deployment和 svc
创建 ingress:
在 Window系统中配置 hosts后进行访问:
4.3 Ingress HTTPS 代理访问
创建证书,以及 cert存储方式:
创建 deployment和 svc:
创建 ingress:
在Window系统中配置hosts后进行访问:
4.4 进行 BasicAuth
在Window系统中配置hosts后进行访问:
4.5 Nginx进行重写
Nginx重写字段:
创建ingress:
Window系统中配置hosts后进行访问:
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