• kubernetes-Service服务发现

    目录

    一、Service基本概念

    1、Pod的特征

      1. Pod等资源的概念

    2.解决pod进行如此多变化时的解决方案

    2、Service

    1. Kubernetes Service 定义了这样一种抽象：

    2. Service的实现类型

    3、Service模型

    4、Endpoint Controller

    5、Kube-proxy  iptables

    6、Kube-proxy IPVS

    二、服务发现

    1、创建后端Deployment

    2、创建Service

    3、整理文件并创建

    4、查看Service

    1. 查看service简明信息，可以获取service提供服务的ip地址和端口

    2.测试service是否正常提供服务

    3. 使用describe命令可以查看service详细信息

    5、创建可供外部访问的Service

    三、集群中的DNS

    1、CoreDNS

    2、查看服务的完整域名

    3、DNS记录

    四、Headless Service（无头服务）

    1、Headless Service

    2、创建Headless Service

    3、使用Headless Service

    1.查看Headless Service的信息，可以看到没有IP地址

    2.使用的时候利用DNS功能，通过访问“Headless-svc”或“headless-svc.default”来访问服务

    一、Service基本概念

    1、Pod的特征

      1. Pod等资源的概念

    ①.Pod有自己独立的IP

    ②.Pod可以被创建，销毁

    ③.当扩容时，pod的数量会发生变更（可以扩、缩容）

    ④.当pod故障时，replicaset会创建新的pod

    20aa679d2757476284d9a7a23858c370.png

    2.解决pod进行如此多变化时的解决方案

    e45011bfd96340aaba7aa147212b004c.png

    一组pod对应一个服务，通过服务访问后端

    2、Service

    1. Kubernetes Service 定义了这样一种抽象：

            逻辑上的一组Pod，一种可以访问它们的策略 — — 通常称为微服务。

            这一组Pod能够被Service访问到，通常是通过Label Selector 实现的

    2. Service的实现类型

    ClusterIP提供一个集群内部的虚拟IP地址以供Pod访问（默认模式），只能供内部使用
    NodePort在Node上打开一个端口以供外部访问
    LoadBalancer通过外部的负载均衡器来访问
    官网（如何发布服务）： 服务（Service） | Kubernetes

    3、Service模型

    edf81bcf0d0b4c09bbac44dd6085342d.png

    每个节点都有一个Kube-Proxy服务，负责iptables（路由）；

    Endpoint Controller负责映射关系，通过其知道内部IP地址，内部IP映射到服务

    最终通过Kube-proxy组件进行工作

    4、Endpoint Controller

    1.负责生成和维护所有endpoint对象的控制器
    2.负责监听service和对应pod的变化
    3.监听到service被删除，则删除和该service同名的endpoint对象

    4.监听到新的service被创建，

        则根据新建service信息获取相关pod列表，然后创建对应endpoint对象

    5.监听到service被更新，

       则根据更新后的service信息获取相关pod列表，然后更新对应endpoint对象

    6.监听到pod事件，则更新对应的service的endpoint对象，将pod IP 记录到endpoint中

        endpoint其实就是个列表

    5、Kube-proxy  iptables

    f964fec1c22f4bab965367f764aee56b.png

    集群内部的Client可以访问服务IP，通过服务IP可以找到集群内部的Pod

    6、Kube-proxy IPVS

            从k8s的1.8版本开始，kube-proxy引入了IPVS模式，IPVS模式与iptables实现方式类似，但是采用的hash表，因此当service数量达到一定规模时，hash查表的速度优势就会显现出来，从而提高service的服务性能

    Service基数15,00020,000
    Rules基数840,000160,000
    增加1条iptables规则50us11min5hour
    增加1条ipvs规则30us50us70us

    二、服务发现

    1、创建后端Deployment

    1. 创建一个deployment，特别注意其中的几个选项要和service匹配

            - Template 选项必须配置labels，示例中配置参数为“app:httpd”，该配置和service匹配

            - Pod的属性中Ports选项指定pod对外提供服务的容器端口，图例中为"containerPort:80"，该端口需要和service匹配

    1. apiVersion: apps/v1    #版本
    2. kind: Deployment    
    3. metadata:              #元数据
    4.   name: httpd
    5. spec:                  #描述
    6.   replicas: 3          #三副本
    7.   selector:            #选择器
    8.     matchLabels:       #匹配标签
    9.       app: httpd
    10.   template:            #模板
    11.     metadata:          #模板元数据
    12.       labels:          #模板标签
    13.         app: httpd
    14.     spec:              #针对template的描述
    15.       containers:      #容器
    16.       - name: httpd
    17.         image: httpd
    18.         ports:
    19.         - containerPort: 80

    参考文档： Deployments | Kubernetes

    2、创建Service

    1. 创建一个httpd-service.yaml，在编写时需要注意以下几点：

            - spec参数中添加selector字段，指定一组label的键值对，该值在示例中为"app:httpd"，和上一步创建的deployment匹配

            - Port参数中，需要指定两个端口

                    - Ports为该service的端口，客户端访问该服务时使用

                    - targetPort 为后端pod的端口，需要与之前创建的pod提供服务端口一致

    1. apiVersion: v1                                                                                     
    2. kind: Service    #类型为service
    3. metadata:
    4.   name: httpd-svc
    5. spec:
    6.   selector:
    7.     app: httpd   #要和上一个文件标签要对上
    8.   ports:
    9.     - protocol: TCP 
    10.       port: 8080        #对应service端口
    11.       targetPort: 80    #对应pod端口

    参考文档： 服务（Service） | Kubernetes

    3、整理文件并创建

    1. $ kubectl apply -f- <<EOF
    2. apiVersion: apps/v1
    3. kind: Deployment
    4. metadata:
    5.   name: httpd
    6. spec:
    7.   replicas: 3
    8.   selector:
    9.     matchLabels:
    10.       app: httpd
    11.   template:
    12.     metadata:
    13.       labels:
    14.         app: httpd
    15.     spec:
    16.       containers:
    17.       - name: httpd
    18.         image: httpd
    19.         ports:
    20.         - containerPort: 80
    21. ---
    22. apiVersion: v1
    23. kind: Service
    24. metadata:
    25.   name: httpd-svc
    26. spec:
    27.   selector:
    28.     app: httpd
    29.   ports:
    30.   - protocol: TCP
    31.     port: 8080
    32.     targetPort: 80
    33. EOF

    4、查看Service

    1. 查看service简明信息，可以获取service提供服务的ip地址和端口

    1. $ kubectl get deployments.apps httpd 
    2. NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
    3. httpd   3/3     3            3           76s
    4.  
    5. $ kubectl get service httpd-svc  #查看service，集群类型默认就是Cluster-IP
    6. NAME        TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
    7. httpd-svc   ClusterIP   10.100.160.205           8080/TCP   107s
    8.  
    9. $ kubectl get endpoints httpd-svc #查看后端对应IP
    10. NAME        ENDPOINTS                                             AGE
    11. httpd-svc   172.16.126.7:80,172.16.194.102:80,172.16.194.103:80   16m
    12.  
    13. $ kubectl get pod -owide #列出pod所在节点，纯文本格式输出，包含所有附加信息
    14. NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS        AGE    IP               NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
    15.  k8s-worker2              
    16. httpd-7cd5646885-9rkwj                    1/1     Running   0               32m    172.16.126.7     k8s-worker2              
    17. httpd-7cd5646885-jzd5z                    1/1     Running   0               32m    172.16.194.102   k8s-worker1              
    18. httpd-7cd5646885-n6t7s                    1/1     Running   0               32m    172.16.194.103   k8s-worker1

    2.测试service是否正常提供服务

    1. $ curl 10.100.160.205:8080
    2. It works!

    3. 使用describe命令可以查看service详细信息

    如：endpoints信息，显示service关联pod的地址和服务端口

    1. $ kubectl describe service httpd-svc 
    2. Name:              httpd-svc
    3. Namespace:         default
    4. Labels:            
    5. Annotations:       
    6. Selector:          app=httpd
    7. Type:              ClusterIP
    8. IP Family Policy:  SingleStack
    9. IP Families:       IPv4
    10. IP:                10.100.160.205
    11. IPs:               10.100.160.205
    12. Port:              <unset>  8080/TCP
    13. TargetPort:        80/TCP
    14. Endpoints:         172.16.126.7:80,172.16.194.102:80,172.16.194.103:80
    15. Session Affinity:  None
    16. Events:

    5、创建可供外部访问的Service

    1.如果需要service可供外部进行访问，可以使用Nodeport的方式

    2.编辑Yaml文件时，添加type（类型）参数

    3.可以在使用nodeport字段指定对外服务端口，如果不进行指定，系统会自动分配空闲端口

    4.访问时通过访问 “节点IP地址:端口” 进行服务使用

    1. $ vim http_service.yml
    2. apiVersion: v1                                                                                     
    3. kind: Service
    4. metadata:
    5.   name: httpd-svc
    6. spec:
    7.   type: NodePort
    8.   selector:
    9.     app: httpd
    10.   ports:
    11.     - protocol: TCP 
    12.       port: 8080
    13.       targetPort: 80
    14.       nodePort: 30144 #指明对外节点端口，不指明时随机

    5.测试

    1. $ kubectl get service httpd-svc #查看类型已经变为NodePort，端口号也改变
    2. NAME        TYPE       CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
    3. httpd-svc   NodePort   10.100.160.205           8080:30144/TCP   18h
    4.  
    5. kiosk@k8s-master:~$ curl k8s-worker1:30144
    6. It works!
    7.  
    8. kiosk@k8s-master:~$ curl k8s-worker2:30144
    9. It works!

    参考文档： 服务（Service） | Kubernetes

    三、集群中的DNS

    1、CoreDNS

    1.CoreDNS是一个轻量级的DNS服务器，通过插件的形式在Kubernetes集群内实现，提供服务发现功能，使得用户除了可以用IP访问服务外，也可用域名来访问服务

    2.从1.13版本的Kubernetes开始CoreDNS取代了原有的kubeDNS，成为了kubernetes集群内部的默认DNS组件

    1. $ kubectl get pods -n kube-system | grep dns    #查看coredns的pod
    2. coredns-74586cf9b6-fcmv6                   1/1     Running   13 (27h ago)   25d
    3. coredns-74586cf9b6-wfbn4                   1/1     Running   13 (27h ago)   25d
    4.  
    5. $ kubectl get pods -o wide -n kube-system  | grep dns
    6. coredns-74586cf9b6-fcmv6                   1/1     Running   13 (27h ago)   25d   172.16.235.232    k8s-master               
    7. coredns-74586cf9b6-wfbn4                   1/1     Running   13 (27h ago)   25d   172.16.235.234    k8s-master               
    8.  
    9. $ kubectl get deployments.apps -n kube-system  #经过名称反推coredns为deployment创建出来
    10. NAME                      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
    11. calico-kube-controllers   1/1     1            1           25d
    12. coredns                   2/2     2            2           25d
    13. metrics-server            1/1     1            1           23d

    2、查看服务的完整域名

    1.创建一个clientpod，用于查看httpd服务的完整名字

    2.在记录总可以看到，服务的IP地址对应的名称是httpd-svc.default.svc.cluster.local

    1. $ kubectl apply -f- <<EOF    #创建一个持续运行的Pod
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: clientpod
    6. spec:
    7.   containers:
    8.     - name: clientpod
    9.       image: busybox:1.28.3
    10.       args:
    11.       - /bin/sh  #指定解释器
    12.       - -c       
    13.       - sleep 3h #睡眠时间
    14. EOF

    3.测试

    1. $ kubectl get service    #查看集群IP地址
    2. NAME            TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
    3. httpd-svc       NodePort    10.100.160.205           8080:30144/TCP   23h
    4. kubernetes      ClusterIP   10.96.0.1                443/TCP          25d #k8s自身的集群
    5.  
    6. $ nslookup 10.100.160.205    #查询DNS名
    7. ** server can't find 205.160.100.10.in-addr.arpa: NXDOMAIN 
    8. 无法解析，要在pod当中查，因为coredns是在集群内部
    10. $ kubectl exec -it clientpod -- /bin/sh #进入pod
    11. / # nslookup 10.100.160.205
    12. Server:    10.96.0.10    #服务器相关信息
    13. Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
    15. Name:      10.100.160.205    #地址dns对应的是谁
    16. Address 1: 10.100.160.205 httpd-svc.default.svc.cluster.local
    18. / # nslookup httpd-svc.default.svc.cluster.local #一样可以解析
    19. Server:    10.96.0.10
    20. Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
    22. Name:      httpd-svc.default.svc.cluster.local
    23. Address 1: 10.100.160.205 httpd-svc.default.svc.cluster.local
    25. / # wget httpd-svc.default.svc.cluster.local:8080
    26. Connecting to httpd-svc.default.svc.cluster.local:8080 (10.100.160.205:8080)
    27. index.html           100% |**************************************************|    45   0:00:00 ETA
    28. / # cat index.html #验证可以正常工作
    29. It works!

    参考文档： 为容器设置启动时要执行的命令和参数 | Kubernetes

    3、DNS记录

    1.服务的DNS记录名称为：

            <服务名称>..svc.cluster.local

    2.服务后端的deployment中Pod的DNS记录名称为：

            .<服务名称>..svc.cluster.local

    3.ClientPod访问服务时，可以使用<服务名称>.便携抵达服务、甚至在ClientPod与服务在同一namespace时，直接使用<服务名称>进行访问

    1. / # nslookup 172.16.126.7    #反向解析，查看podIP通过谁来解析
    2. Server:    10.96.0.10
    3. Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
    4.  
    5. Name:      172.16.126.7
    6. Address 1: 172.16.126.7 172-16-126-7.httpd-svc.default.svc.cluster.local

    四、Headless Service（无头服务）

    1、Headless Service

    1. 有的时候不需要或者不想要负载均衡，以及单独的Service IP，可以通过指定Cluster IP的值为“None” 来创建Headless Service
    2. 对这类Service 并不会分配Cluster IP，kube-proxy不会处理他们，并且平台也不会为他们进行负载均衡和路由
    3. 对定义了selector的Headless Service，意味着后端有一些提供业务的Pod，Endpoint控制器在API中创建了Endpoint记录，当通过域名访问服务时，流量会被直接转发到对应的Pod上

    2、创建Headless Service

    1. 创建一个简单的deployment和Headless Service。（区别多了一条clusterIP:None参数）

    1. $ kubectl apply -f- <<EOF
    2. apiVersion: apps/v1
    3. kind: Deployment
    4. metadata:
    5.   name: httpd
    6. spec:
    7.   replicas: 3
    8.   selector:
    9.     matchLabels:
    10.       app: httpd
    11.   template:
    12.     metadata:
    13.       labels:
    14.         app: httpd
    15.     spec:
    16.       containers:
    17.       - name: httpd
    18.         image: httpd
    19.         ports:
    20.         - containerPort: 80
    21. ---
    22. apiVersion: v1
    23. kind: Service
    24. metadata:
    25.   name: headless-svc
    26. spec:
    27.   selector:
    28.     app: httpd
    29.   ports:
    30.     - protocol: TCP
    31.       port: 80
    32.       targetPort: 80
    33.   clusterIP: None
    34. EOF

    3、使用Headless Service

    1.查看Headless Service的信息，可以看到没有IP地址

    1. $ kubectl get service
    2. NAME            TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
    3. headless-svc    ClusterIP   None                     80/TCP           9s
    4. ...
    5. $ kubectl get endpoints
    6. NAME                                          ENDPOINTS                                             AGE
    7. headless-svc                                  172.16.126.7:80,172.16.194.102:80,172.16.194.103:80   2m38s
    8. ...

    2.使用的时候利用DNS功能，通过访问“Headless-svc”或“headless-svc.default”来访问服务

    观察看出，域名解析到的IP地址其实是Pod的IP地址

    1. $ kubectl exec -it clientpod -- /bin/sh
    2. / # nslookup headless-svc
    3. Server:    10.96.0.10
    4. Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
    5.  
    6. Name:      headless-svc    #解析出了3个IP
    7. Address 1: 172.16.126.7 172-16-126-7.httpd-svc.default.svc.cluster.local
    8. Address 2: 172.16.194.102 172-16-194-102.httpd-svc.default.svc.cluster.local
    9. Address 3: 172.16.194.103 172-16-194-103.httpd-svc.default.svc.cluster.local
    10. '解析到了后端Pod的IP，通过名字访问，访问的就是后端的Pod，只是做了转发功能

  • 相关阅读:
    zeromq-01-初学
    Django的可重用HTML模板示例
    异地寄件教程分析
    基于孤立森林的信用卡欺诈 Python 实战案例，最佳参数选择、可视化等
    git init报错：‘git‘ 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序 或批处理文件。
    LeetCode 1822. 数组元素积的符号
    团队开发(git的使用及注意事项)
    SaaS系统平台赋能大健康产业互联网变革，助力企业提升市场占有率
    SVG标签 内path标签自适应缩放问题
    同一个线程池执行不同类型的任务
  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_41619571/article/details/126934929