Service

Service（服务，SVC）：为一组或多组提供相同服务的Pod的静态地址

1）SVC属于Kubernetes的一种资源类型；

2）SVC通过标签选择器，指定部分Pod属于特定SVC；

3）到达Service的IP和端口的请求，将被转发至该Service下容器IP和端口；

4）SVC可解决Pod不断变化的IP，同时在固定的IP和端口上对外暴露服务；

//当替换一个Pod时，新Pod会具有不同的IP

SVC须知：

1）SVC的IP是一个虚拟IP，只有结合端口时才有实际意义；

2）SVC的IP是无法Ping通的；

3）SVC和Pod并不是之间相连接的

如：SVC所承担的作用

如：SVC通过标签选择器归类Pod

创建Service

创建Service两种方式：expose命令和YAML文件

创建Service格式：

apiVersion：v1
kind：Service
metadata：
  name： SVC名称
spec：
  type： SVC类型
  sessionAffinity：  会话亲和性
  ports：
   - name：端口名称1
    port： 服务暴露端口号1
    targetPort： 映射的容器端口号1
   - name： 端口名称N
prot： 服务暴露端口号N
targetPort： 映射的容器端口号N
selector：
    标签名1： 标签值1
    标签名N： 标签值N

（1）SVC类型分为：

1）ExternalName：通过spec.externalName字段设置服务的FQDN别名；

2）NodePort：暴露服务；

3）LoadBalance：暴露服务

（2）会话亲和性分为2种：

1）None：不做任何处理；

2）ClientIP：将同一个IP的多次请求转发至同一个Pod

（3）标签选择器应用于整个服务设定（不能对每个端口做单独设置）

如：通过YAML文件生成Service

1）编写YAML文件

2）调用create命令生成Service，并验证

3）调用其他Pod访问该服务验证

//尚未配置，只能由内部Pod访问SVC

4）多次访问验证Service是随机转发到Pod

如：创建监听多个端口的SVC

1）编写Pod的YAML文件

2）编写Service的YAML文件；

3）调用create命令生成Service，并验证

4）访问服务的两个端口验证

//通过命名端口实现容器的端口号改变时，无需修改SVC的相关配置

发现服务

（1）环境变量

1）当Pod开始运行时，Kubernetes会初始化一系列环境变量指定已有的SVC；

2）若通过环境变量发现服务，SVC必须先于Pod创建

主要通过以下两个环境变量发现服务：

1）服务名称_SERVICE_HOST=服务的IP

2）服务名称_SERVICE_PORT=服务的端口

//服务名称在变为环境变量名称时，全为大写（若有横杠，则被转化为下划线）

如：查看已有服务下的Pod环境变量

（2）DNS

1）Kubernetes默认的系统Pod“kube-dns”运行集群的DNS服务；

2）集群种每个Pod可通过DNS查询所有运行的SVC相关信息；

//Pod是否使用内部DNS服务，根据其spec.dnsPolicy字段设置

（3）FQDN

SVC的FQDN定义为：SVC名.SVC所在的命名空间.集群名

1）若在同一个集群和命名空间下，可之间通过SVC名发现服务；

2）若与服务通信，仍需知其端口（可从环境变量种获取）；

如：进入SVC管理的一个容器，查看的DNS解析器配置文件

endpoint

endpoint：位于Service和Pod中间的资源

1）endpoint属于Kubernetes的一种资源类型；

2）endpoint会记录SVC管理下所有Pod的IP和端口，且动态更新；

3）endpoint会将所有信息存储在Etcd中；

4）通过SVC和手动创建endpoint可实现服务将连接重定向到外部IP和端口

//若将SVC配置文件的标签选择器删除/添加，则endpoint会停止/启动更新

如：查看SVC的endpoint

//当接受请求时，SVC随机转发到列表中的IP和端口

创建endpoint

endpoint的创建方式分为：自动创建和手动创建

（1）创建SVC时，默认会同时创建endpoint

1）若SVC无标签选择器，则默认不会创建endpoint；

2）可手动创建endpoint和无标签选择器的SVC相匹配；

创建endpoint格式：

apiVersion： v1
kind： Endpoint
metadata：
  name：  与SVC同名的名称
subsets：
  -  addresses：
      -  ip：IP地址1
      -  ip：IP地址N
     ports：
      -  port：端口号

如：创建可重定向连接到外部IP和端口的SVC

1）编写SVC的YAML文件；

2）编写endpoint的YAML文件；

3）调用create命令生成SVC和endpoint，并验证

可通过创建ExternalName类型的SVC实现具有FQDN别名的外部SVC
创建ExternalName类型的SVC格式：

spec：
  type： ExternalName
  externalName： SVC实际的FQDN

1）创建完成后，内部Pod可通过“别名.命名空间.集群名”访问外部SVC

//若在同一命名空间和同一集群下的Pod，可省略后两者

2）通过该方式，可隐藏实际的SVC名称和Pod相关信息；

3）Pod是绕过服务代理直接连接到外部SVC，所以外部SVC无法获得集群IP

如：创建具有FQDN别名的外部SVC

暴露服务

暴露服务分为3种方式：

1）创建NodePort类型的SVC：将访问节点端口的请求重定向；

2）创建LoadBalance类型的SVC：NodePort类型的一种扩展（负载均衡）；

3）创建Ingress资源：将单个IP公开多个服务

NodePort类型

默认情况下，Kubernetes集群会随机打开节点的一个端口以对外暴露服务，SVC可通过转发该端口的流量，实现内部Pod对外暴露

创建NodePort类型的服务格式：

spec：
  type： NodePort
  prots：
   - port： 服务端口号
      targetPort： Pod端口号
      nodePort： 节点端口号
  selector：
    标签名1： 标签值1
    标签名N： 标签值N

（1）NodePort类型的服务其他创建格式和普通类型类型的服务创建几乎相同；

（2）若不指定节点端口，Kubernetes会随机选择一个端口映射服务的端口；

//若手动指定端口，需配置防火墙

NodePort类型的服务转发请求流程：

1）外部请求访问到节点的端口；

2）节点将请求转发至NodePort类型的服务的端口；

3）NodePort类型的服务随机将请求转发至特定Pod端口

//可能节点1端口接受的请求，由节点2的Pod处理

如：NodePort类型的服务转发请求流程

//若用户请求被转发到的节点宕机，则用户会被拒绝访问

如：创建NodePort类型的服务

1）编写YAML文件；

2）调用create命令生成SVC，并验证

3）通过访问节点的IP和端口验证

//集群外部的主机也可通过访问节点的IP，实现访问Pod

LoadBanlancer类型

LoadBanlancer类型服务本质就是在NodePort类型服务上添加负载均衡器

1）负载均衡器具有独立的可公开访问的IP和端口；

2）负载均衡器能防止将请求转发至宕机的节点

创建LoadBanlancer类型的服务格式：

spec：
  type： LoadBanlancer
  prots：
   - port： 服务端口号
      targetPort： Pod端口号
      nodePort： 节点端口号
  selector：
    标签名1： 标签值1
    标签名N： 标签值N

（1）LoadBanlancer类型服务其他创建格式和普通类型类型服务创建几乎相同；

（2）若不指定节点端口，Kubernetes会随机选择一个端口；

//若手动指定端口，需配置防火墙

LoadBanlancer类型的服务转发请求流程：

1）外部请求访问到负载均衡器；

2）负载均衡器根据负载策略将请求转发至各个节点；

2）节点将请求转发至LoadBanlancer类型的服务的端口；

3）LoadBanlancer类型的服务随机将请求转发至特定Pod端口

//可能节点1端口接受的请求，由节点2的Pod处理

如：LoadBanlancer类型的服务转发请求流程

如：创建LoadBanlancer类型的服务

1）编写YAML文件；

2）调用create命令生成服务，并验证访问

NodePort类型服务和LoadBanlancer类型服务须知：

（1）可通过spec.externalTrafficPolicy字段减少请求的跳转次数；

1）格式：

spec：
  externalTrafficPolicy： Local

2）默认情况下，接收到的请求将随机转发至各个节点下的Pod；

3）若指定为Local，则请求会转发至接受节点下的Pod；

4）若本节点无相关Pod，则该请求会被挂起（直接有Pod，会请求超时）

//各个节点Pod数量可能不相同，可能会导致Pod的负载分布不均衡

（2）Pod无法接收到的真实客户端IP

1）由于节点端口转发请求时，会对数据包执行源网络地址转换（SNAT），会导致数据包的源IP发生改变

Ingress

Ingress：通过一个公网IP实现多个服务的暴露

1）Ingress属于Kubernetes的一种资源类型；

2）Kubernetes集群中必须含有Ingress控制器，Ingress资源才有意义；

如：通过Ingress暴露多个服务

Ingress转发请求流程：

1）客户端针对域名执行DNS查询，得到Ingress控制器的IP；

2）客户端向该IP发请求，并在请求头中添加相关域名信息；

3）Ingress控制器根据域名信息，确定访问的服务；

4）通过与该服务关联的Endpoint得到Pod信息；

5）随机返回Pod给客户端；

如：Ingress转发请求流程

//Ingress控制器不会将请求转发至服务，直接转发至Pod

//若是在集群内部使用，需配置DNS相关配置文件（如：/etc/hosts）

创建Ingress

创建Ingress格式：

apiVersion： extensions/v1beta1
kind： Ingress
metadata：
  name： Ingress名称
spec：
  rules：
   -  host： 外部访问的域名
      http：
    paths：
      -  path： 域名相对路径
        backend：
              serviceName： SVC名称
              servicePort： SVC的端口

如：创建Ingress

1）编写YAML文件

2）调用create命令生成Ingress，并验证

//由于没有Ingress控制器，该Ingress资源也无IP（无意义）

Ingress的rules和paths字段都可包含多个条目，可实现：

（1）单个主机上，不同路径上的多个服务

如：根据请求的URL中路径，请求发送至不同的服务

（2）不同主机上的多个服务

如：根据请求域名，请求发送至不同的服务

配置TLS

Ingress默认可处理HTTP连接，HTTPS连接需手动配置

1）需将证书和私钥添加到Ingress控制器和Ingress资源中；

2）将证书和私钥存储在Secret的资源中；

3）默认当Ingress控制接受到TLS相关连接时，会终止TLS连接

//客户端和Ingress控制器之间通信是加密的，控制器和Pod通信是透明的

如：创建支持TLS连接的Igress

1）生成证书和密钥文件；

2）将证书和密钥文件保存至Secret资源中；

3）编写YAML文件

就绪探针

就绪探针：判断Pod的容器是否准备就绪可接受客户端请求

1）就绪探针会周期性的对容器进行检查（默认为10s）；

//成功启动后，就绪探针还会周期性地检查（若不符合条件，则移除服务队列）

2）每个容器的就绪探针不同，且每个容器必须配置等待时间已满足检查；

3）若容器未通过检查，该容器会被移除服务对立（容器不会被删除或重建）

//不将请求转发至Pod，直至Pod内的容器就绪探针返回准备就绪

如：就绪探针探测到Pod不满足条件时

//通过就绪探针可实现依赖服务的检查

就绪探针分为以下3种机制：

（1）HTTP GET探针：针对容器的IP执行HTTP GET请求

1）响应为正常响应代码（2XX和3XX），则容器已准备就绪

（2）TCP套接字探针：针对容器指定的端口建立TCP连接

1）建立连接成功，则容器已准备就绪

（3）Exec探针：指定容器运行时需执行的命令

1）执行命令的返回代码为0，则容器已准备就绪

创建就绪探针

创建存活探针格式（位于Pod的spec.containers字段下）：

readinessProbe：
  就绪探针机制

如：创建带有Exec就绪探针的RS

1）编写YAML文件

2）调用create命令生成RS，并验证

3）在其中一个容器创建探测文件，再次验证

就绪探针须知：

（1）务必定义就绪探针

1）Pod若不定义就绪探针，会创建后直接加入服务队列；

//不论该Pod是否准备就绪，加入服务队列后就直接处理客户端请求

（2）减少手动删除Pod

1）通过在Pod标签和标签选择器添加“enabled=true或false”实现自动管理；

headless

1）默认DNS服务器被查询后返回SVC的IP；

2）带有headless的SVC，再被查询DNS服务器后返回各个Pod的IP；

3）带有headless的SVC仍提供跨Pod的负载均衡；

创建headless

创建headless格式（位于SVC的spec字段下）：

clusterIP： None

如：创建带有headless的SVC

1）编写YAML文件

2）调用create命令生成SVC，并验证