Service 概述#

Service是K8s里的 固定统一入口 + 负载均衡 抽象资源。

Service解决的问题：

Pod IP不固定的问题

pod ip是动态分配的，之前在实操时也看到了
如果直接用pod ip来访问服务，那么pod一变更服务就无法使用，完全用不了
service ip能够给一组同类pod绑定一个固定的访问地址，来统一暴露后面的pod服务，即使pod变化也无感知

多Pod负载均衡问题

内置简单轮询负载均衡分发到多个后端pod

服务发现问题

service能够自动生成集群内DNS域名

故障Pod自动剔除

只有pod标记为Ready状态，才会被service发现

Service 操作实践#

还是把前面的代码拿来改成V3版本，在之前的 hellok8s 版本上加上返回当前服务所在的hostname功能。然后导出上传到k8s worker1节点。

1
package main
2

3
import (
4
  "fmt"
5
  "io"
6
  "net/http"
7
  "os"
8
)
9

10
func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
11
  host, _ := os.Hostname()
12
  io.WriteString(w, fmt.Sprintf("[v3] Hello, Kubernetes!, From host: %s", host))
13
}
14

15
func main() {
16
  http.HandleFunc("/", hello)
17
  http.ListenAndServe(":3000", nil)
18
}

master1上修改deployment.yaml文件镜像为v3版本。

1
apiVersion: apps/v1
2
kind: Deployment
3
metadata:
4
  name: nginx-redis-deployment
5
spec:
6

7
  strategy:
8
     rollingUpdate:
9
      maxSurge: 1
10
      maxUnavailable: 1
11

12
  replicas: 3
13
  selector:
14
    matchLabels:
15
      app: nginx-redis
16
  template:
17
    metadata:
18
      labels:
19
        app: nginx-redis
20
    spec:
21
      containers:
22
        # 容器1：hellok8s v3
23
        - name: hellok8s
24
          image: fakeragments/hellok8s:v3
25
          imagePullPolicy: IfNotPresent
26
          ports:
27
            - containerPort: 3000
28

29
        # 容器2：Redis
30
        - name: redis
31
          image: redis:alpine
32
          ports:
33
            - containerPort: 6379

定义一个 service 资源，使用 ClusterIP 的方式定义，通过 ClusterIP 暴露服务。

ClusterIP 是 Service 默认类型。会给 Service 分配一个仅集群内部可达的虚拟固定 IP，只能在集群内 Pod、节点上访问，外网 / 集群外默认无法访问。

创建 service.yaml 文件，内容如下：

1
apiVersion: v1
2
kind: Service
3
metadata:
4
  name: nginx-redis-service
5
spec:
6
  selector:
7
    app: nginx-redis
8
  ports:
9
    - port: 80
10
      targetPort: 3000
11
      protocol: TCP
12
      name: http
13
    - port: 6379
14
      targetPort: 6379
15
      protocol: TCP
16
      name: redis

创建后使用apply应用，再查看相关状态：

1
root@k8s-master1:~# kubectl apply -f service.yaml
2
# service/nginx-redis-service created
3
root@k8s-master1:~# kubectl get endpoints
4
# NAME                  ENDPOINTS                                                              AGE
5
# kubernetes            192.168.24.130:6443                                                    6d23h
6
# nginx-redis-service   172.30.194.85:6379,172.30.194.86:6379,172.30.194.87:6379 + 3 more...   8s
7
root@k8s-master1:~# kubectl get pods -o wide
8
# NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS      AGE     IP              NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
9
# nginx-redis-deployment-578b9464fd-6nqz7   3/3     Running   0             22h     172.30.194.85   k8s-worker1   <none>           <none>
10
# nginx-redis-deployment-578b9464fd-mrs57   3/3     Running   0             22h     172.30.194.87   k8s-worker1   <none>           <none>
11
# nginx-redis-deployment-578b9464fd-xfnch   3/3     Running   0             22h     172.30.194.86   k8s-worker1   <none>           <none>
12

13
root@k8s-master1:~# kubectl get svc
14
# NAME                  TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)           AGE
15
# kubernetes            ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP           6d23h
16
# nginx-redis-service   ClusterIP   10.105.64.217   <none>        3000/TCP,6379/TCP   39s

其中 endpoints 包含了 selector 选择的 pod ，这里的kubernetes为k8s自带的service，不管。

service的selector要和deployment中的selector一致。

再对比下 pods 的内部 ip ，可以看到 endpoints 中的 ip 和内部保持一致。

将 deployment.yaml 的 replica 修改为 2 ，应用后再看：

1
root@k8s-master1:~# kubectl apply -f deployment.yaml
2
# deployment.apps/nginx-redis-deployment configured
3
root@k8s-master1:~# kubectl get endpoints
4
# NAME                  ENDPOINTS                                                              AGE
5
# kubernetes            192.168.24.130:6443                                                    6d23h
6
# nginx-redis-service   172.30.194.88:6379,172.30.194.89:6379,172.30.194.88:3000 + 1 more...   6m33s
7
root@k8s-master1:~# kubectl get pods -o wide
8
# NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS      AGE     IP              NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
9
# nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-jskkj   3/3     Running   0             12s     172.30.194.89   k8s-worker1   <none>           <none>
10
# nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-mms9f   3/3     Running   0             12s     172.30.194.88   k8s-worker1   <none>           <none>
11
root@k8s-master1:~# kubectl get svc
12
# NAME                  TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)           AGE
13
# kubernetes            ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP           6d23h
14
# nginx-redis-service   ClusterIP   10.105.64.217   <none>        3000/TCP,6379/TCP   12m

可以看到 pod ip 发生了变化，service 中的ip未发生改变，且 endpoints 中的ip和 pod ip 仍然保持一致。

ServiceTypes#

service类型包含以下几种：

ClusterIP（默认）

只在集群内部可见，分配一个集群内部虚拟ip
pod之间互访，外部无法使用

NodePort

在 ClusterIP 基础上，在每个节点开放一个端口
外部可通过节点IP访问服务，不适合生产高可用

LoadBalancer

云厂商使用，外部负载均衡器可以将流量路由到自动创建的 NodePort 服务和 ClusterIP 服务上。

ExternalName

不代理流量、不创建 IP、不关联 Pod，
把集群内部的 Service 名字，映射成一个外部的域名。

Headless（无头服务，特殊 ClusterIP）

不分配虚拟 IP，DNS 直接解析到所有后端 Pod IP
用于有状态应用（StatefulSet）、需要直连 Pod 的场景

1. ClusterIP#

前面说过 service ip（ClusterIP）是集群内部可达的，外网 / 集群外默认无法访问。

集群内部创建一个 nginx.yaml 文件，内容如下：

1
apiVersion: v1
2
kind: Pod
3
metadata:
4
  name: nginx-pod
5
spec:
6
  containers:
7
    - name: nginx
8
      image: nginx

应用这个 nginx.yaml 文件新增个pod：

1
root@k8s-master1:~# kubectl apply -f nginx.yaml
2
# pod/nginx created
3
root@k8s-master1:~# kubectl get pod -o wide
4
# NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP              NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
5
# nginx                                    1/1     Running   0          15s     172.30.194.90   k8s-worker1   <none>           <none>

进入这个 nginx pod 内部，使用curl来测试pod service ip 可达状态，之后在master1和worker1上测试 curl service ip：

1
root@k8s-master1:~# kubectl exec -it nginx -- /bin/bash
2
root@nginx:/# curl 172.30.194.88:3000
3
# [v3] Hello, Kubernetes!, From host: nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-mms9f
4
root@nginx:/# curl 172.30.194.89:3000
5
# [v3] Hello, Kubernetes!, From host: nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-jskkj
6

7
# master1
8
root@k8s-master1:~# curl 172.30.194.89:3000
9
# [v3] Hello, Kubernetes!, From host: nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-jskkj
10
root@k8s-master1:~# curl 172.30.194.88:3000
11
# [v3] Hello, Kubernetes!, From host: nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-mms9f
12

13
# worker1
14
root@k8s-worker1:~# curl 172.30.194.88:3000
15
# [v3] Hello, Kubernetes!, From host: nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-mms9f
16
root@k8s-worker1:~# curl 172.30.194.89:3000
17
# [v3] Hello, Kubernetes!, From host: nginx-redis-deployment-fcd7c9bcd-jskkj

可以看同一集群内Pod之间通过 service ip 是可达的，集群每个节点属于集群内部网络域，节点上能直接访问 ClusterIP。并且两次返回的 pod 是不同的，说明了 service 的负载均衡机制。

图源：k8s-tutorials pod-service

2. NodePort#

K8S的集群是由多个 Node 组成，NodePort 通过 Node的IP地址 和 静态端口 来暴露服务，如图所示：

外部通过访问node对外映射的30000端口，来达到访问服务的目的。 nodeport

新增 service-nodeport.yaml 文件，将 type 改为 NodePort：

1
apiVersion: v1
2
kind: Service
3
metadata:
4
  name: nginx-redis-service
5
spec:
6
  type: NodePort
7
  selector:
8
    app: nginx-redis
9
  ports:
10
    - port: 3000
11
      nodePort: 30000
12
      protocol: TCP
13
      name: http
14
    - port: 6379
15
      nodePort: 30001
16
      protocol: TCP
17
      name: redis

应用 service-nodeport.yaml， selector 会自动选择 tag 为 nginx-redis 的 pod。

1
root@k8s-master1:~# kubectl apply -f service-nodeport.yaml
2
# service/nginx-redis-service created

应用成功后查看svc状态，可以看到 service 也会被分配一个 clusterip，selector 选择了 app tag 为 nginx-redis 的pod。3000 和 6379 只在 ClusterIP(10.97.125.187) 上监听，而 30000 和 30001 在所有节点的真实IP上监听。至于为啥是所有节点，主要是kube-proxy特性导致的，会监听所有节点的Nodeport端口。

1
root@k8s-master1:~# kubectl get svc -o wide
2
# NAME                  TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                       AGE   SELECTOR
3
# kubernetes            ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP                       9d    <none>
4
# nginx-redis-service   NodePort    10.97.125.187   <none>        3000:30000/TCP,6379:30001/TCP   74s   app=nginx-redis

这时候在集群外部（宿主机）访问节点IP:30000，可以正常访问到服务。 nodeport-acces