kubernetes-service微服务-CSDN博客

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一、service微服务

二、Ipvs模式

一、service微服务

Kubernetes Service微服务是一种基于Kubernetes的微服务架构它通过将服务拆分成多个小服务单元来实现高度可扩展性、弹性和可维护性。每个服务单元都有自己的容器、存储和网络可以独立部署和升级。同时Kubernetes Service微服务还可以使用Kubernetes内置的负载均衡器来自动化地分配请求和处理服务故障。总之Kubernetes Service微服务是一种基于Kubernetes的先进的容器编排和管理技术它可以提供高效、高可用和高可扩展的微服务体系结构。

二、Ipvs模式

Kubernetes Service的IPVS模式是一种高效的负载均衡方式它使用Linux内核提供的IPVSIP Virtual Server技术来实现。

在IPVS模式下Kubernetes会在每个节点上创建一个独立的IPVS代理并将所有服务的虚拟IP地址通过BGP协议广播到物理网络中。这些IP地址随后被路由到相应的节点并由节点上的IPVS代理进行请求的转发。

IPVS代理可以根据服务的负载均衡策略如轮询、源IP哈希、最小连接数等选择合适的后端Pod并将请求转发到该Pod上。同时IPVS代理还支持会话保持Session Affinity功能确保来自同一客户端的请求都被转发到同一后端Pod上以避免数据不一致等问题。

IPVS模式的优势在于它的性能和可扩展性非常好能够轻松处理大量的网络请求。同时由于IPVS代理和物理网络之间的解耦它也具有较好的灵活性和可靠性能够适应各种不同的网络环境和服务需求。

修改proxy配置

kubectl -n kube-system edit  cm kube-proxy

重启pod

kubectl -n kube-system get pod|grep kube-proxy | awk '{system("kubectl -n kube-system delete pod "$1"")}'

切换ipvs模式后kube-proxy会在宿主机上添加一个虚拟网卡kube-ipvs0并分配service IP

三、ClusterIP

1.ClusterIP

Kubernetes中的Service对象可以用来定义一组Pod的逻辑访问方式其中ClusterIP是Service的默认类型。ClusterIP会为Pod提供一个虚拟IP地址这个地址只在Kubernetes集群内部可用其他外部网络无法访问该地址。

创建测试示例

vim myapp.yml


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  replicas: 6
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - image: myapp:v1
        name: myapp

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  type: ClusterIP


//ClusterIP是Kubernetes Service的一种类型。它为同一个Kubernetes集群中的其他Pod提供了访问Service的IP地址。这个IP地址和Service是虚拟的, 不对外暴露只能在集群内部使用。

kubectl apply -f myapp.yml
kubectl get svc
dig -t A myapp.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10

service创建后集群DNS提供解析

ClusterIP Service类型默认使用iptables调度。iptables负责将Service的ClusterIP地址映射到后端Pod的IP地址和端口上处理请求的负载均衡和高可用性

2.headless

Kubernetes Service 的 headless 模式是指 Service 不会自动创建 ClusterIP 代理。在headless 模式下当 Service 对应的 Pod 通过 DNS 查询时将返回所有 Pod 的 IP 地址列表而不是一个单独的 IP 地址。

headless Service 可以用于以下场景

有状态应用程序StatefulSet每个 Pod 都需要一个唯一的标识符例如数据库的名称。
多副本应用程序需要将每个副本的 IP 地址列表返回给客户端来进行负载均衡。
集群内部通信例如一个应用程序需要直接与另一个应用程序的 Pod 进行通信而不是 Service 的负载均衡代理。

使用 headless Service 的方法是在 Service 的 YAML 文件中将 clusterIP 设置为 None例如

vim myapp.yml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  type: ClusterIP
  clusterIP: None

kubectl delete svc myapp
kubectl apply -f myapp.yml
kubectl get svc

headless模式不分配vip

headless通过svc名称访问由集群内dns提供解析

dig -t A myapp.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10

集群内直接使用service名称访问

kubectl run demo --image busyboxplus -it --rm

nslookup myapp

四、NodePort

1.NodePort

NodePort类型的Service会在每个Node上打开一个端口用于将请求转发到Pod。

nodePort是Service类型的一个字段用于指定转发请求的端口范围。默认情况下该值是随机分配的。

以下是创建一个NodePort类型的Service的yaml示例

vim myapp.yml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  type: NodePort

nodeport在集群节点上绑定端口一个端口对应一个服务

2.默认端口

NodePort 的默认端口是 30000 到 32767 之间的任意一个端口。可以通过 kubectl get svc 命令查看 NodePort 所绑定的端口。

vim myapp.yml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
    nodePort: 33333
  selector:
    app: myapp
  type: NodePort

nodeport默认端口是30000-32767超出会报错

添加如下参数端口范围可以自定义

- --service-node-port-range=30000-50000

修改后api-server会自动重启等apiserver正常启动后才能操作集群

五、LoadBalancer

1.LoadBalancer

Kubernetes中的LoadBalancer是一种服务类型它允许在云环境中创建外部可访问的负载均衡器。在使用LoadBalancer类型的服务时Kubernetes集群会自动创建云供应商的负载均衡器并将请求分发到后端Pod中。

LoadBalancer服务类型需要云供应商支持并且通过自动创建外部负载均衡器来实现。例如使用AWS的Elastic Load Balancer或GCP的Load Balancer。配置一个LoadBalancer服务需要定义服务的端口和目标端口以及要使用的负载均衡算法和策略。

使用LoadBalancer服务类型可以轻松地将Kubernetes中部署的应用程序暴露给外部网络并在应用程序实例之间分配流量以便提供高可用性和可扩展性。

vim myapp.yml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: myapp
  name: myapp
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  type: LoadBalancer

LoadBalancer模式适用云平台裸金属环境需要安装metallb提供支持

2.metallb

Metallb是一个用于处理Load Balancing的开源软件。在Kubernetes集群中Service是一个抽象的概念它为Pod提供了一个统一的入口使得Pod可以被其他Pod或外部网络访问到。Metallb为Kubernetes Service提供了一个软件定义的Load Balancer它可以自动分配IP地址并将流量路由到正确的Pod。

Metallb的核心组件是speaker和controller。controller负责监控Kubernetes Service和Pod的状态并为每个Service分配一个IP地址。而speaker则会在每个节点上运行将Service的IP地址配置到节点上的网络接口。

使用MetallbKubernetes集群中的Service可以获得一个固定的IP地址而无需依赖于云厂商的Load Balancer。这样可以提高集群的稳定性和可靠性并且可以在任何环境下部署Kubernetes集群。

kubectl edit configmap -n kube-system kube-proxy
kubectl -n kube-system get pod|grep kube-proxy | awk '{system("kubectl -n kube-system delete pod "$1"")}'

strictARP: true //启用 Kubernetes Service 的 strictARP 选项可以防止 ARP 欺骗攻击提高网络安全性

下载部署文件

wget https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.13.11/config/manifests/metallb-native.yaml

修改文件中镜像地址,与harbor仓库路径保持一致

上传harbor仓库

部署服务

kubectl apply -f metallb-native.yaml
kubectl -n metallb-system get pod

配置分配地址段

vim config.yaml

apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: IPAddressPool
metadata:
  name: first-pool
  namespace: metallb-system
spec:
  addresses:
  - 192.168.67.120-192.168.67.200  #修改为自己本地地址段

---
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:
  name: example
  namespace: metallb-system
spec:
  ipAddressPools:
  - first-pool

通过分配地址从集群外访问服务

六、ExternalName

Kubernetes Service 的 ExternalName 类型是一种非常简单的服务类型它允许 Kubernetes 集群中的服务通过一个 DNS CNAME 来引用一个外部的服务。这个服务可以是集群外的任何服务比如一个第三方的数据库或者缓存服务器等。

使用 ExternalName 类型的服务可以方便地将 Kubernetes 集群中的应用程序连接到集群外的服务同时还可以使用 Kubernetes 的负载均衡和服务发现功能。这样就可以实现将多个服务整合到一个统一的 DNS 域名下管理的目的。

ExternalName 类型的服务定义非常简单只需要指定服务名称和外部服务的 DNS 名称即可。例如

vim externalname.yaml


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

kubectl apply -f externalname.yaml
dig -t A my-service.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10