K8s-kube-proxy（Overview）

基于1.25

什么是kube-proxy

kube-proxy是K8s控制面组件之一，需要在每个节点部署。

  • kube-proxy根据Service定义和Endpoints、EndpointSlice资源对象中存储的内容，在宿主机上配置iptables、ipvs等规则，实现Service的负载均衡和服务发现功能

kube-proxy主要支持俩种模式：iptables和ipvs

  • ipatbles：通过配置iptables规则实现DNAT、SNAT、源IP地址检查等
  • ipvs：通过配置ipvs实现DNAT，而SNAT、源IP地址检查等继续配置iptables实现，并且使用IP Set降低查找IP地址和端口的时间复杂度

Service资源

K8s中的Service中，有ClusterIP、NodePort、LoadBalancer和ExternalName

  • ClusterIP：最基本的Service 类型，在不考虑双栈的情况下，通常包含一个IP地址和若干个Port，并且通过标签选择器关联后端Pod。集群内应用可以通过”ClusterIP:Port”的形式访问Service的后端Pod
  • NodePort：在ClusterIP类型基础上，NodePort类型会额外为每个Port的集群节点上分配一个端口号（NodePort）
    • 除了以”ClusterIP：Port“访问Service，还可以让集群外的应用以”宿主机IP：NodePort“访问Service
  • LoadBalancer：该类型的Service和NodePort类型相同，也会在集群分配端口号
    • 除了ClusterIP:Port和宿主机节点IP:NodePort形式访问Service，还可以用LoadBalancerIP:Port访问
  • ExternalName：与前面几种Service不同，ExternalName类型主要用于外部地址提供了一个可以内集群访问的别名
    • 当访问一个ExternalName的Service的时候，集群DNS服务会返回该Service的CNAME记录

kube-proxy会给上述分配配置iptabels、ipvs规则

  • 如果Service没有配置ClusterIP，或者类型为ExternalName，客户端只能访问Service域名
  • 域名由集群DNS服务（如CoreDNS）负载，不在kube-proxy 的处理

架构

  • Kube-proxy使用Informer的Watch机制监听集群中的Service、Endpoints、EndpointSlice等资源变化
  • kube-proxy默认监听EndpointSlice对象，因为使用EndpointSlice对象，Pod滚动更新从kube-apiserver向各个集群传输等数据量少
  • 监听资源时间，调用iptables、ipset等命令实现更新宿主机网络