kuburnetes service暴露端口及应用

2023-10-02 15:18:46

service暴露端口的方式与代理的方式

1.kubernetes暴露端口的方式

clusterIP
此类型会提供一个集群内部的虚拟IP（与pod不在同一网段），以供集群内部的pod之间通信使用。clusterIP也是kubernetes service的默认
类型 主要需要以下几个组件的
协同工作 apiservice：在创建service时，apiserver接收到请求以后将数据存储到etcd中。
kube-proxy：k8s的每个节点中都有该进程，负责实现service功能，这个进程负责感知服务，pod的变化，并将变化的信息写入本地的iptables中
iptables：使用NAT等技术奖virtuallp的流量转至endpoint中

NodePort

NodePort模式除了使用cluster ip外，也将service的port映射到每个node的一个指定内部的port上，映射的每个node的内部port都一样。为每个节点暴露一个端口，通过nodeIP+nodeport可以访问你这个服务，同时服务依然会有cluster类型的ip+port。内部通过clusterip方式访问，外部通过nodeport方式访问

loadbalancer

loadbalancer在nodeport基础上，k8s可以请求底层云平台创建一个负载均衡器，将每个node作为后端，进行服务分发，该模式需要底层云平台（例如GCE）支持

lngress

lngress，是一种http方式的路由转发机制由lngress controller和http代理服务器组合而成，lngress controller实例监控kubernetes api，实时更新http代理服务器的转发规则。http代理服务器有GCE load-balancer、haproxy、nginx等开源方案

service是一个抽象概念，定义了一个服务的多个pod逻辑合集和访问pod的策略，一般把service称为微服务.举个例子一个a服务运行3个pod，b服务怎么访问a服务的pod，pod的ip都不是持久化的重启之后就会有变化。这时候b服务可以访问跟a服务绑定的service，service信息是固定的提前告诉b就行了，service通过Label Selector跟a服务的pod绑定，无论a的pod如何变化对b来说都是透明的.

2.代理方式

k8s群集中的每个节点都运行一个kube-proxy的组件，kube-proxy其实是一个代理层负责实现service.kube-proxy代理模式有两种：

代理模式：userspace

客户端访问ServiceIP（clusterIP）请求会先从用户空间到内核中的iptables，然后回到用户空间kube-proxy，kube-proxy负责代理工作。
每个service都会由kube-proxy在node节点上起一个随机的代理端口，iptables会捕捉clusterIP上的端口（targetPort）流量重定向代理端口，访问代理端口的任何连接都会被代理到service后端的某一个pod，默认情况下对后端pod的选择是轮询

代理模式：iptables

客户端访问ServiceIP（clusterIP）请求会由iptables直接重定向到后端，具体细节：每个service都会由kube-proxy生成一组iptables规则，iptables会捕捉clusterIP上的端口（targetPort）流量重定向后端某一个pod，默认对pod的选择是随机的

Kubernetes v1.2之前默认是userspace之后是iptables模式，iptables模式性能和可靠性更好，但是iptables模式依赖健康检查，在没有健康检查的情况下如果一个pod不响应，iptables模式不会切换另一个pod上.

3.服务型

  • ClusterIP 默认模式，只能在集群内部访问
  • NodePort 在每个节点上都监听一个同样的端口号（30000-32767），ClusterIP和路由规则会自动创建。
  • LoadBalancer 使用外部负载均衡。其实也是NodePort，只不过会把：自动添加到公有云的负载均衡当中
  • ExternalName 创建一个dns别名指到service name上，主要是防止service name发生变化，要配合dns插件使用.

实例：

创建一个pod，其中运行着nginx容器

[root@master test]# cat test.yml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test
  labels:
    app: test01
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx

[root@master test]#

创建

[root@master test]# kubectl apply -f test.yml 
pod/test created
[root@master test]#

查看

[root@master test]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
test                     3/3     Running   0          89s
[root@master test]#

给一个pod创建service，并可以通过ClusterlP/NodePort访问

[root@master test]# cat service.yml 
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: testnginx
  labels:
    app: testnginx
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: testnginx
  type: NodePort
[root@master test]#

创建

[root@master test]# kubectl apply -f service.yml 
pod/testnginx created
service/nginx created
[root@master test]#

查看

[root@master test]# kubectl get deploy,pod,svc
NAME                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/httpd2   3/3     3            3           11m

NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/httpd2-fd86fb676-f9zjf   1/1     Running   0          11m
pod/httpd2-fd86fb676-hzq27   1/1     Running   0          11m
pod/httpd2-fd86fb676-p94c8   1/1     Running   0          11m
pod/sb                       1/1     Running   0          36s
pod/test                     3/3     Running   0          4m13s

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/httpd2       ClusterIP   10.99.116.85     <none>        80/TCP         11m
service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        26m
service/nginx        NodePort    10.100.100.175   <none>        80:31326/TCP   36s
[root@master test]#

ClusterIP 访问

默认类型，自动分配一个仅Cluster内部能够访问的虚拟IP

[root@master test]# curl 10.100.100.175
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@master test]#

NodePort访问

nodePort的原理在于在node上开了一个端口，将向该端口的流量导入到kube-proxy，然后由 kube-proxy进一步到给对应的pod

[root@master test]# curl 192.168.100.169:31326
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@master test]#
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