K8s-服务发现、负载均衡、网络

Service

Service 是 Kubernetes 中的一种服务发现机制：

Pod 有自己的 IP 地址
Service 被赋予一个唯一的 dns name
Service 通过 label selector 选定一组 Pod
Service 实现负载均衡，可将请求均衡分发到选定这一组 Pod 中

Service基础

基本操作

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
# 管理的Pod的label
  selector:
    app: MyApp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

无label模式

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

因为该 Service 没有 selector，相应的 Endpoint 对象就无法自动创建。您可以手动创建一个 Endpoint 对象，以便将该 Service 映射到后端服务真实的 IP 地址和端口：

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  name: my-service
subsets:
  - addresses:
      - ip: 192.0.2.42
    ports:
      - port: 9376

虚拟 IP 和服务代理

Kubernetes 集群中的每个节点都运行了一个 kube-proxy，负责为 Service（ExternalName 类型的除外）提供虚拟 IP 访问。

为何不使用 round-robin DNS

许多用户都对 Kubernetes 为何使用服务代理将接收到的请求转发给后端服务，而不是使用其他途径，例如：是否可以为 Service 配置一个 DNS 记录，将其解析到多个 A value（如果是 IPv6 则是 AAAA value），并依赖 round-robin（循环）解析？

Kubernetes 使用在 Service 中使用 proxy 的原因大致有如下几个：

一直以来，DNS 软件都不确保严格检查 TTL（Time to live），并且在缓存的 dns 解析结果应该过期以后，仍然继续使用缓存中的记录
某些应用程序只做一次 DNS 解析，并一直使用缓存下来的解析结果
即使应用程序对 DNS 解析做了合适的处理，为 DNS 记录设置过短（或者 0）的 TTL 值，将给 DNS 服务器带来过大的负载

Iptables 代理模式

kube-proxy 监听 kubernetes master 以获得添加和移除 Service / Endpoint 的事件
kube-proxy 在其所在的节点（每个节点都有 kube-proxy）上为每一个 Service 安装 iptable 规则
iptables 将发送到 Service 的 ClusterIP / Port 的请求重定向到 Service 的后端 Pod 上
- 对于 Service 中的每一个 Endpoint，kube-proxy 安装一个 iptable 规则
- 默认情况下，kube-proxy 随机选择一个 Service 的后端 Pod