k8s之服务

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Kubernetes服务访问之Service

通过以前的学习，我们已经能够通过Deployment来创建一组Pod来提供具有高可用性的服务。虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP，然而却存在如下两个问题：

  • Pod IP仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问。
  • Pod IP会随着Pod的销毁而消失，当ReplicaSet对Pod进行动态伸缩时，Pod IP可能随时随地都会变化，这样对于我们访问这个服务带来了难度。

Service 负载均衡之Cluster IP

service是一组pod的服务抽象，相当于一组pod的LB，负责将请求分发给对应的pod。service会为这个LB提供一个IP，一般称为cluster IP 。使用Service对象，通过selector进行标签选择，找到对应的Pod:

myblog/svc-myblog.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myblog
  namespace: luffy
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8002
  selector:
    app: myblog
  type: ClusterIP

操作演示

## 别名
$ alias kd='kubectl -n luffy'

## 创建服务
$ kd create -f svc-myblog.yaml
$ kd get po --show-labels
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
myblog-5c97d79cdb-jn7km   1/1     Running   0          6m5s   app=myblog
mysql-85f4f65f99-w6jkj    1/1     Running   0          176m   app=mysql

$ kd get svc
NAME     TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
myblog   ClusterIP   10.99.174.93   <none>        80/TCP    7m50s

$ kd describe svc myblog
Name:              myblog
Namespace:         demo
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=myblog
Type:              ClusterIP
IP:                10.99.174.93
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        8002/TCP
Endpoints:         10.244.0.68:8002
Session Affinity:  None
Events:            <none>

## 扩容myblog服务
$ kd scale deploy myblog --replicas=2
deployment.extensions/myblog scaled

## 再次查看
$ kd describe svc myblog
Name:              myblog
Namespace:         demo
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=myblog
Type:              ClusterIP
IP:                10.99.174.93
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        8002/TCP
Endpoints:         10.244.0.68:8002,10.244.1.158:8002
Session Affinity:  None
Events:            <none>

Service与Pod如何关联

service对象创建的同时，会创建同名的endpoints对象，若服务设置了readinessProbe, 当readinessProbe检测失败时，endpoints列表中会剔除掉对应的pod_ip，这样流量就不会分发到健康检测失败的Pod中

$ kd get endpoints myblog
NAME     ENDPOINTS                            AGE
myblog   10.244.0.68:8002,10.244.1.158:8002   7m

Service Cluster-IP如何访问

$ kd get svc myblog
NAME   TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
myblog   ClusterIP   10.99.174.93   <none>        80/TCP    13m
$ curl 10.99.174.93/blog/index/

为mysql服务创建service：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  namespace: luffy
spec:
  ports:
  - port: 3306
    protocol: TCP
    targetPort: 3306
  selector:
    app: mysql
  type: ClusterIP

访问mysql：

$ kd get svc mysql
mysql    ClusterIP   10.108.214.84   <none>        3306/TCP   3s
$ curl 10.108.214.84:3306

目前使用hostNetwork部署，通过宿主机ip+port访问，弊端： - 服务使用hostNetwork，使得宿主机的端口大量暴漏，存在安全隐患 - 容易引发端口冲突

服务均属于k8s集群，尽可能使用k8s的网络访问，因此可以对目前myblog访问mysql的方式做改造： - 为mysql创建一个固定clusterIp的Service，把clusterIp配置在myblog的环境变量中 - 利用集群服务发现的能力，组件之间通过service name来访问

服务发现

在k8s集群中，组件之间可以通过定义的Service名称实现通信。

演示服务发现：

## 演示思路：在myblog的容器中直接通过service名称访问服务，观察是否可以访问通

# 先查看服务
$ kd get svc
NAME     TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
myblog   ClusterIP   10.99.174.93    <none>        80/TCP     59m
mysql    ClusterIP   10.108.214.84   <none>        3306/TCP   35m

# 进入myblog容器
$ kd exec -ti myblog-5c97d79cdb-j485f bash
[root@myblog-5c97d79cdb-j485f myblog]# curl mysql:3306
5.7.29 )→  (mysql_native_password ot packets out of order
[root@myblog-5c97d79cdb-j485f myblog]# curl myblog/blog/index/
我的博客列表

虽然podip和clusterip都不固定，但是service name是固定的，而且具有完全的跨集群可移植性，因此组件之间调用的同时，完全可以通过service name去通信，这样避免了大量的ip维护成本，使得服务的yaml模板更加简单。因此可以对mysql和myblog的部署进行优化改造： 1. mysql可以去掉hostNetwork部署，使得服务只暴漏在k8s集群内部网络 2. configMap中数据库地址可以换成Service名称，这样跨环境的时候，配置内容基本上可以保持不用变化

修改deploy-mysql.yaml

    spec:
      hostNetwork: true    # 去掉此行
      volumes: 
      - name: mysql-data
        hostPath: 
          path: /opt/mysql/data


        ports:
        - containerPort: 3306
          hostPort: 3306     # 去掉此行
          protocol: TCP

修改configmap.yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: myblog
  namespace: luffy
data:
  MYSQL_HOST: "mysql"    # 此处替换为mysql
  MYSQL_PORT: "3306"

应用修改：

$ kubectl delete -f deployment-mysql.yaml
## myblog不用动，会自动因健康检测不过而重启

服务发现实现：

CoreDNS是一个Go语言实现的链式插件DNS服务端，是CNCF成员，是一个高性能、易扩展的DNS服务端。

$ kubectl -n kube-system get po -o wide|grep dns
coredns-d4475785-2w4hk             1/1     Running   0          4d22h   10.244.0.64       
coredns-d4475785-s49hq             1/1     Running   0          4d22h   10.244.0.65

# 查看myblog的pod解析配置
$ kubectl -n luffy exec -ti myblog-5c97d79cdb-j485f bash
[root@myblog-5c97d79cdb-j485f myblog]# cat /etc/resolv.conf
nameserver 10.96.0.10
search luffy.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5

## 10.96.0.10 从哪来
$ kubectl -n kube-system get svc
NAME       TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE
kube-dns   ClusterIP   10.96.0.10   <none>        53/UDP,53/TCP   51d

## 启动pod的时候，会把kube-dns服务的cluster-ip地址注入到pod的resolve解析配置中，同时添加对应的namespace的search域。 因此跨namespace通过service name访问的话，需要添加对应的namespace名称，
service_name.namespace
$ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   26h

Service负载均衡之NodePort

cluster-ip为虚拟地址，只能在k8s集群内部进行访问，集群外部如果访问内部服务，实现方式之一为使用NodePort方式。NodePort会默认在 30000-32767 ，不指定的会随机使用其中一个。

myblog/svc-myblog-nodeport.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myblog-np
  namespace: luffy
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8002
  selector:
    app: myblog
  type: NodePort

查看并访问服务：

$ kd create -f svc-myblog-nodeport.yaml
service/myblog-np created
$ kd get svc
NAME        TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
myblog      ClusterIP   10.99.174.93     <none>        80/TCP         102m
myblog-np   NodePort    10.105.228.101   <none>        80:30647/TCP   4s
mysql       ClusterIP   10.108.214.84    <none>        3306/TCP       77m

#集群内每个节点的NodePort端口都会进行监听
$ curl 172.21.51.143:30647/blog/index/
我的博客列表
$ curl 172.21.51.143:30647/blog/index/
我的博客列表
## 浏览器访问

思考： - NodePort的端口监听如何转发到对应的Pod服务？ - CLUSTER-IP为虚拟IP，集群内如何通过虚拟IP访问到具体的Pod服务？