k8s学习-Service（概念、模板、创建、外部代理、删除等）_k8s给service单独绑定外部ip

什么是Service？

Service可以简单的理解为逻辑上的一组Pod，一种可以访问Pod的策略，而且其他Pod可以通过这个Service访问到这个Service代理的Pod。相对于Pod而言，它会有一个固定的名称，一旦创建就固定不变。Kubernetes 为 Pods 提供自己的IP地址，并为一组 Pod 提供相同的DNS名， 并且可以在它们之间进行负载均衡。
service在kubectl中可以简写为svc。

无头服务(Headless Service)

在文章k8s学习-StatefulSet（模板、更新、扩缩容、删除等）中提到了Headles Servce，在这里补充上。
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。
可以使用 Headless Service与其他服务发现机制进行接口，而不必与 Kubernetes 的实现捆绑在一起。
对 Headless 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。 DNS 如何实现自动配置，依赖于 Service 是否定义了选择算符。

Service的类型

• ClusterIP：在集群内部使用，也是默认值。
• ExternalName：通过返回定义的CNAME别名。
• NodePort：在所有安装了kube-proxy的节点上打开一个端口，此端口可以代理至后端Pod，然后集群外部可以使用节点的IP地址和NodePort的端口号访问到集群Pod的服务。NodePort端口范围默认是30000-32767。
• LoadBalancer：使用云提供商的负载均衡器公开服务。

注意：需要使用 kube-dns 1.7 及以上版本或者 CoreDNS 0.0.8 及以上版本才能使用 ExternalName 类
型。

创建的dashboard就是NodePort类型的service

可以通过 节点ip:端口号 进行访问。

Service的代理模式

userspace 代理模式

kube-proxy 会监视 Kubernetes 控制平面对 Service 对象和 Endpoints 对象的添加和移除操作。 对每个 Service，它会在本地 Node 上随机打开一个端口。 任何连接到“代理端口”的请求，都会被代理到 Service 的后端 Pods 中的某个上面（按照Endpoints ）。 使用哪个后端 Pod，是 kube-proxy 基于 SessionAffinity 来确定的。
最后，它配置 iptables 规则，捕获到达该 Service 的 clusterIP（是虚拟 IP） 和 Port 的请求，并重定向到代理端口，代理端口再代理请求到后端Pod。

iptables 代理模式

kube-proxy 会监视 Kubernetes 控制节点对 Service 对象和 Endpoints 对象的添加和移除。 对每个 Service，它会配置 iptables 规则，从而捕获到达该 Service 的 clusterIP 和端口的请求，进而将请求重定向到 Service 的一组后端中的某个 Pod 上面。 对于每个 Endpoints 对象，它也会配置 iptables 规则，这个规则会选择一个后端组合。
默认的策略是，kube-proxy 在 iptables 模式下随机选择一个后端。
使用 iptables 处理流量具有较低的系统开销，因为流量由 Linux netfilter 处理， 而无需在用户空间和内核空间之间切换。 这种方法也可能更可靠。
如果 kube-proxy 在 iptables 模式下运行，并且所选的第一个 Pod 没有响应， 则连接失败。 这与用户空间模式不同：在这种情况下，kube-proxy 将检测到与第一个 Pod 的连接已失败， 并会自动使用其他后端 Pod 重试。

IPVS 代理模式

在 ipvs 模式下，kube-proxy 监视 Kubernetes 服务和端点，调用 netlink 接口相应地创建 IPVS 规则， 并定期将 IPVS 规则与 Kubernetes 服务和端点同步。 该控制循环可确保IPVS 状态与所需状态匹配。访问服务时，IPVS 将流量定向到后端Pod之一。

IPVS代理模式基于类似于 iptables 模式的 netfilter 挂钩函数， 但是使用哈希表作为基础数据结构，并且在内核空间中工作。 这意味着，与 iptables 模式下的 kube-proxy 相比，IPVS 模式下的 kube-proxy 重定向通信的延迟要短，并且在同步代理规则时具有更好的性能。 与其他代理模式相比，IPVS 模式还支持更高的网络流量吞吐量。

IPVS 提供了更多选项来平衡后端 Pod 的流量：

• rr：轮替（Round-Robin）
• lc：最少链接（Least Connection），即打开链接数量最少者优先
• dh：目标地址哈希（Destination Hashing）
• sh：源地址哈希（Source Hashing）
• sed：最短预期延迟（Shortest Expected Delay）
• nq：从不排队（Never Queue）
  

模板

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
  - name: http # Service端口的名称
    port: 80 # Service的端口, service a访问service b，使用http://serviceb
    protocol: TCP # TCP或UDP SCTP 默认: TCP
    targetPort: 80 # 后端应用的端口
  - name: https
    port: 443
    protocol: TCP
    targetPort: 443
  selector:   # 筛选器
    app: nginx
  sessionAffinity: None
  type: ClusterIP # Service的类型
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上述模板创建一个名为nginx-svc的服务，自己的端口为80、443，将请求代理到端口为80、443，且标签含app=nginx的pod上。
含有selector，会自动创建EndPoint对象（代理外部服务一节会提及）。

实战

创建

创建服务之前，先创建含有标签app=nginx的pod

kubectl get po -n killer --show-labels
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命令

kubectl create -f service-nginx.yaml -n killer
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结果

访问

命令

curl http://10.110.159.194:80
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也可以将ip改为nginx-svc，如果是访问某空间下的service，可以在service名称后加.namespace，例如service-svc.killer
截图

修改

修改为NodePort类型
命令

kubectl edit svc nginx-svc -n killer
1

结果
修改内容

查看结果

这样外部就可以访问了

代理外部服务

迁移上云/容器化的过程中，可能存在部分上云/容器化，部分仍然在传统的服务器上，这样可以提前创建service去代理外部的服务，例如，web后端的api、mysql、redis等。

我们把前面的yaml文件修改一下，去除一下selector

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc-external
  name: nginx-svc-external
spec:
  ports:
  - name: http # Service端口的名称
    port: 80 # Service的端口, service a访问service b，使用http://serviceb
    protocol: TCP # UDP TCP SCTP default: TCP
    targetPort: 80 # 后端应用的端口
  sessionAffinity: None
  type: ClusterIP
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将endpoint导出来

修改为以下yaml

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  labels:
    app: nginx-svc-external
  name: nginx-svc-external
subsets:
- addresses:
  - ip: 110.242.68.4
  ports:
  - name: http
    port: 80
    protocol: TCP
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上面的ip是百度的：

分别创建service和对应的endpoint

访问结果如下：

可以看到Service代理了百度的内容，也可以向上面一样，改为NodePort类型，使用浏览器访问进行验证。

代理外部域名

上面的更加通用一点，如果仅仅是域名的话，可以使用ExternalName类型的Service。
我们把前面的yaml修改一下

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-external-domainname
  name: nginx-external-domainname
spec:
  type: ExternalName
  externalName: www.baidu.com
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创建后查看一下：

进入同ns下的pod访问一下：

删除

命令

kubectl delete svc nginx-external-domainname -n killer
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结果

更多k8s相关内容，请看文章：k8s学习-思维导图与学习笔记

参考

k8s-service
k8s-Pod 与 Service 的 DNS
k8s-使用Service连接到应用