service 2 暴露服务的 3种 方式

【k8s 系列】k8s 学习十九，service 2

之前我们简单的了解一下 k8s 中 service 的玩法，今天我们来分享一下 service 涉及到的相关细节，我们开始吧

为什么要有 服务 Service？

因为服务可以做到让外部的客户端不用关心服务器的数量，服务内部有多少个 pod，也可以正常连接到服务器，并可以正常进行业务处理

咱们可以举一个例子，客户端 --> 前端 --> 后台

客户端将流量打到前端的 Service 上，前端的 Service 会将流量给到任意一个 pod 上面，然后 流量进而打到后台服务的 Service 上，最终请求到后台服务的任意 pod 上面

这个时候，客户端无需知道到底是哪个 pod 提供的服务，也无需知道提供 pod 的地址，只需要知道前端服务的 地址和端口即可

新建一个 demo 服务

咱们可以简单些一个 Service 的 yaml 文件，然后部署起来，对于 Service 资源管控哪一些 pod ，我们仍然是使用 标签来进行管控的

例如我们的 minikube 环境中有这样 3 个 标签为 appxmt-kubia 的 pod

我们可以这样写 Service 清单：

kubia-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia-service
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
  selector:
    app: xmt-kubia

此处的 selector 选择器，和前面我们说到的 ReplicaSet 的做法是一致的，此处是 Service 暴露一个 80 端口，映射到 pod 的 8080 端口

我们也可以暴露多个端口，但是暴露多个端口的话，必须要写 name ，例如这样

运行 kubectl create -f kubia-service.yaml ，部署一个 Service 资源

kubectl get svc 可以看到如下 svc 的资源列表

可以通过在 pod 内部访问 svc 的 ip 来查看是否可以请求成功

通过命令选中任意 pod，在 pod 中执行 curl 命令，请求 http 接口

kubectl exec kubia-rs-sxgcq -- curl -s 10.106.228.254

果然是可以请求通过的

当然，我们也是可以通过完全进入到 pod 内部，来访问 Service 的地址

kubectl exec -it kubia-rs-sxgcq -- /bin/sh

此处的 Cluster IP ， 意思是集群内部的 IP，只用于在集群内部进行访问的，当前我们创建的服务的目的就是，集群内部的其他 pod ，能够通过访问这个 Service 的 IP 10.106.228.254 来访问 该 Service 管控的一组 pod

通过日志，我们可以看出实际上请求成功了的，我们使用任意一个 pod，来请求 Service，然后 Service 来将流量打到自己管控的一组 pod 中，最终得到响应，可以画个图理解一波

Endpoint

看了上面 Service 和 pod 的关系，给人的感觉是不是 Service 和 pod 好像是直连的，其实并不是这样的，其实 他俩之间还有一个关键的资源，那就是 Endpoint

Endpoints 这个资源就是暴露一个服务的 IP 地址和端口的列表

kubectl get endpoints kubia-service

Endpoints: 172.17.0.6:8080,172.17.0.7:8080,172.17.0.8:8080

如上我们可以看到 Endpoints 暴露了服务的 IP 地址和端口列表

当有客户端连接到服务的时候，服务代理就会选择这些 IP 和 端口 对中的一个发送请求

暴露服务

上面的做法都是在 k8s 集群内部暴露服务的 IP ，这个 IP 是虚拟 IP ，只能在集群内部访问，且需要访问对应的端口才行

那么，我们如何暴露服务的端口，供外部的客户端，或者是外部的服务进行调用呢？

类似于这样的请求

关于 Service 资源暴露的方式有如下 3 种：

• NodePort
• LoadBalance
• Ingress

三种方式各有优劣，下面我们来详细的看看

service 之 NodePort

NodePort ，看到命名我们就可以知道是在每个集群节点都会打开一个端口，外部客户端可以访问集群节点的 IP + PORT 就可以访问到我们暴露的服务，进而可以将流量请求到 服务管控的一组任意 pod 上

我们可以看看当前我的实验环境的 service 类型

上述 service 类型都是 Cluster IP 的，因此，我们需要将现有 svc 修改成 NodePort 或者重新创建一个新的 service ，就可以把这里的 TYPE 设置为 NodePort

编写 NodePort 类型的 Service

kubia-service-nodeport.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia-svc
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
    nodePort: 31200
  selector:
    app: xmt-kubia

• 编写基本的 NodePort 类型的 Service 资源清单

  • 指定服务类型为 NodePort
  • 注意此处是 ports ， 也就是说可以配置多个端口映射，我们也可以暴露多个端口，之前的文章有说到，暴露多个端口的时候，是需要写 name 的，name 记得需要符合 k8s 的命名规范
  • 指定暴露的端口为 31200 （外部客户端通过 IP + 31200 就能够访问到服务管理的一组 pod 的，pod 的端口是 8080）
  • 注意，如果这里不指定 nodePort端口，那么 k8s 会随机分配一个端口，默认端口范围是 30000 - 32767， 我们也可以修改 k8s 默认端口范围，修改位置为：/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

运行后查看效果

这个时候，该服务已经暴露了 31200 端口了，我们可以在我们的 window 上通过 telnet ip port 的方式来访问我们这台云服务实验环境，但是请记得在云服务器的防火墙处打开 31200 端口

我们通过外部客户端请求工作节点的 IP + 暴露的 port，是这样的流程：

外部客户端流量从节点的 31200 端口打入，会被重定向到 service 管控的一组任意 pod 上

service 之 LoadBalance

我们可以想一下上面的 NodePort 的方式有什么缺点？

上面暴露了服务的端口，但是我们访问的时候需要指定工作节点的 ip + port，如果我们指定的工作节点出现了故障，那么外部客户端请求服务就会出现无响应，除非客户端知道其他正常工作节点的 IP

因此，这个时候，负载均衡器就上场了

创建 LoadBalance 类型的 服务，只需要将上述 NodePort 的资源清单中 type: NodePort 修改成 type: LoadBalance 即可

LoadBalance

LoadBalance 负载均衡器，我们可以放在节点的前面，确保外部客户端发送的请求能够发送到健康的节点上，并且绝对不会将外部的请求发送到状态异常的工作节点上

使用 LoadBalance 之后，上述的流程就变成了这个样子的：

这个时候，对于客户端，只需要访问固定的 IP + port 就可以轻松的访问到健康的工作节点上的 pod 了

service 之 Ingress

现在我们一起来看看暴露服务的第三种方法，使用 ingress 控制器

为什么要有 ingress ？

往上面看，使用 LoadBalance 的时候，LoadBalance 需要一个公网的 IP，且只能提供给一个 Service

那么如果是有多个 Service 的时候，我们就要部署多个 LoadBalance 负载均衡器 了，因此 ingress 就出马了

ingress 可以做什么呢？

ingress 可以做到只需要一个公网 IP，就可以为多个 Service 提供准入和访问，我们可以理解为 ingress 像 nginx 一样通过路由来识别给多个服务的请求

简单流程可以是这个样子的：

这样，使用 ingress 就比使用 LoadBalance 要方便多了，但是具体使用的时候，还是看自己的需求是什么，来选择合适的方式

写一个 ingress 的demo

写 ingress demo 之前，我们先确认我们实验环境中是否开启了 ingress 控制器

minikube addons list

我的环境是开启的，如果没有开启的话，可以执行命令开启 ingress 控制

minikube addons enable ingress

开启时候，我们可以查看到有关于 ingress 的 pod

kubectl get po --all-namespaces

开始创建 ingress 资源

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: kubia-ingress
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: hello.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: kubia-nodeport-svc
            port:
              number: 80

• ingress 资源，填写的 apiVersion 为 networking.k8s.io/v1，如果 k8s 是 1.17 之前的，那么 apiVersion 需要填写 extensions/v1beta1
• ingressClassName: nginx 指定规则会加入到 nginx 中
• rules ，我们可以看出这个规则是可以添加多条的，这也证明了 ingress 是可以通过多个路由来给多个服务提供访问的

创建 ingress 资源，查看效果

现在，我们就可以在任意客户端（前提是能够访问的通 k8s 这台机器或集群），配置一下本地 host，hello.example.com 指向 ingress 的 ip 即可

配置完成后，客户端可以向 hello.example.com 发起请求了，可以愉快地玩耍

咱最后来看看外部客户端访问 ingress 地址后原理是怎样的？

如上图，我们可以看出，外部客户端访问域名：hello.example.com

• 外部客户端先去找 DNS 拿到 hello.example.com 对应的 IP（ingress 控制器的 ip）
• 客户端向 ingress 控制器 发送 http 请求，host 中会带上 域名，ingress 会去查询 该域名对应的服务（找 ingress 资源查），进而找到 endpoint ip 和 port 映射列表
• 最终 ingress 控制器，直接把流量打到 service 管控的一组任意 pod 上面

这里的流量是 ingress 控制器直接打到 pod 上，而不是通过 service 转发

今天就到这里，学习所得，若有偏差，还请斧正

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好了，本次就到这里

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