Service 的概念

kubernetes Service 定义了这样的一种抽象：一个Pod的逻辑分组，一种可以访问他们的策略--通常称之为微服务。这一组Pod能够被Service访问到，通常是通过Label Selector。

Service 能够提供负载均衡的能力，但是在使用上有以下限制：

       只提供四层负载均衡能力，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。

Service的类型

• ClusterIp:默认类型，自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟Ip，可供内部的其他other或者node节点所访问，但是不可被外部所访问。

• 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NodeIp:NodePort来访问服务。

• 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NodeIp:NodePort
• 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。

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Kubernetesv1.1版本，新增了iptables代理，但并不是默认的运行模式。从Kubernetesv1.2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版本中，新增了Ingree Api，用来表示7层Http服务。

I、userspace 代理模式

II、iptables 代理模式

III、ipvs 代理模式

这种模式，kube-proxy会监控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与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:轮训调度
• 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

ClusterIp

     clusterIp主要在每个node节点使用i pvs，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。

为了视线图上的功能，主要需要一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
• ipvs使用Nat等技术将virtualip（虚拟ip）的流量转至endponit中

测试：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deploy
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: mynginx
      release: nginxapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mynginx
        release: nginxapp
        env: test
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

 

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: mynginx
    release: nginxapp
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80

 

Headless Service(无头服务)

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Cluster IP（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。

yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-headless
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: mynginx
  clusterIP: "None"
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

 

yum -y install bind-utils
dig -t A myapp-headless.default.svc.cluster.local. @10.244.0.22

NodePort

ndoePort的原理是在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.

yaml:

Deployment还是沿用上面的yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: mynginx
    release: nginxapp
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80

接下来我们就可以使用port后面随机生成的 node or master ip 地址: 32133端口去访问对应的服务了

 

 

 

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字段的内容例如：www.baidu.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。

yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service-1
spec:
  type: Externalname
  externalName: www.baidu.com

当查询主机 my-service.defalut.svc.cluster.local ( SVC_NAME.NAMESPACE.svc.cluster.local )时，集群的DNS 服务将返回一个值 www.baidu.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.