Kubernetes(k8s)之Service（服务）_k8s 无头服务

k8s中的Service

Service可以看作是一组提供相同服务的Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。

service默认只支持4层负载均衡能力，没有7层功能。（可以通过Ingress实现）

Service中涉及到的名词

1、Cluster IP（虚拟IP）：默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问。想在外部访问需要结合node port。
2、Node Port（节点端口）：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个Node IP：nodePort都将路由到ClusterIP。
3、Load Balancer（负载均衡器）：在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 NodeIP：NodePort，此模式只能在云服务器上使用。
4、 External Name（服务对外的名称）：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定）。

Service的实现

Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的。

kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的CPU资源。

演示环境

server1：172.25.38.1	harbor仓库端
server2：172.25.38.2	k8s master端
server3：172.25.38.3	k8s node端
server4：172.25.38.4	k8s node端
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IPVS

IPVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Pod。

在server2上下载ipvsadm，并修改模式为ipvs

yum install -y ipvsadm 
kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system #修改为ipvs模式
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以删掉的方式更新kube-proxy，会自动重建

kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'
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IPVS模式下，kube-proxy会在service创建后，在宿主机上添加一个虚拟网卡：kube-ipvs0，并分配service IP。

kube-proxy通过linux的IPVS模块，以rr轮询方式调度service中的Pod

以ClusterIP模式创建svc

此模式下，service会被分配一个ClusterIP，此IP默认会通过RR策略轮询后端pod。但因为没有对应的网络实体，所以外部无法访问，只能内部访问。

service定义文件内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-service
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
      app: myapp
  type: ClusterIP
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应用创建service，可以看到clusterIP

外部访问service的方式

1、通过Node Port访问

此方式会将node节点主机的端口绑定至Service，通过节点主机的指定端口可以访问pod，提供负载均衡策略。

service定义文件内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysvc
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
      app: nginx
  type: NodePort
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应用创建service，可以看到开放端口，查看策略为rr，端口也正常开放

访问节点指定端口时可以负载均衡

2、通过LoadBalance访问

构建LoadBalance需要metallb组件。首先导入metallb镜像，在私有仓库创建metallb。

 docker load -i metallb-v0.10.2.tar
 docker push reg.westos.org/metallb/controller:v0.10.2
 docker push reg.westos.org/metallb/speaker:v0.10.2
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修改proxy策略，strictARP改为 true，编写定义文件，文件内容过长就不放了，应用文件.


编辑IP池配置文件configmap.yaml，内容如下

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  namespace: metallb-system
  name: config
data:
  config: |
    address-pools:
    - name: default
      protocol: layer2
      addresses:
      - 172.25.38.100-172.25.38.200
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应用文件

编辑service定义文件，内容如下

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: lb-svc
spec:
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  type: LoadBalancer
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应用文件

已经分配到了一个负载均衡器的IP，外部可以通过这个IP访问服务

3、通过ExternalName访问

ExternalName：可以为svc设定地址名称，并且可以在svc上变动。检验时无需为svc分配pod资源。

编写定义文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  type:  ExternalName
  externalName: www.westos.org
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应用文件

通过如下命令可以得到dns服务器的ip，我们下面解析要用

使用如下命令可以获得解析，没有问题

service允许为其分配一个公有IP（如下文件），注意 k8s的externalIPs只是提供了给了一个外部访问的ip，但如果没有pod开放对应接口是无法获取到内容的，因此需要与实际pod相对应。

$ vim ex-service.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: ex-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  externalIPs:
  - 172.25.38.100
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此IP不纳入Kubectl管理，无法通过外部节点访问，若需访问则要将其设置在节点的真实网卡上。

kube-dns

k8s内内置dns解析服务，用于实现域名访问

创建并进入交互式pod，使用nslookup 命令查询dns记录，例如可以查看到lb-svc的分配ip

查看kube-dns，可以看到dns端口为9153，以及dns服务节点10.244.0.18:9153,10.244.0.19:9153

Headless Service（无头服务）

Headless Service不需要分配一个VIP（虚拟IP），而是直接以DNS记录的方式解析出被代理Pod的IP地址。
域名格式：$(servicename).$(namespace).svc.cluster.local
Pod滚动更新后，依然可以解析。

编写定义文件，内容如下

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  clusterIP: None
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应用文件，进入交互式pod，查看解析，并进行域名访问，访问失败

是因为需要一个标签匹配的pod来提供访问，而我没有，更改一个pod的标签，得到后端节点

再进入解析就没有问题了，得到后端解析

访问也没有问题