开发者学堂课程【KubernetesServices：【公开课】KubernetesServices】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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【公开课】Kubernetes Services
内容介绍：
一、上节回顾
二、需求来源
三、用例解读
四、操作演示
五、架构设计
六、后续进阶部分预告
一、上节回顾
Kubernetes Pod 网络的基本要素：
Pod 有独立的网络空间和唯一地址
Pod 与 Pod，Node，外界网络互联互通
NetworkPolicy：
控制 Pod 到 Pod，Node，外接网络的访问限制
通过 NetworkPolicy 的一些控制，可以控制Pod到Pod，Pod到Node，Pod到外接网络的访问限制
二、需求来源
1.为什么需要服务发现
Kubernetes 应用应如何相互调用?
Pod生命周期短暂，IP地址随时变化
Deployment等的Pod组需要统一访问入口和做负载均衡
应用间在不同环境部署时保持同样的部署拓扑和访问方式
保持统一的部署模板和访问方式
2.Service: Kubernetes 中的服务发现与负载均衡
Service 向上提供外部网络和 Pod 网络的访问，外部网络和 Pod 网络都可以通过 Service 访问，向下 Service 对接另外一组 Pod，通过 Service 方式负载均衡到一组 Pod 上，Pod 提供统一的访问入口做服务发现，可以给外部网络访问，解决了不同 Pod 间访问，通过统一的访问地址。
三、用例解读
1.Service 语法
新知识点:
ports:定义服务发现的协议和端口
历史知识点回顾:
labels:标签
selector:选择器
声明结构：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
labels: app: my-service Service 元信息
spec:
selector: Pod 选择器
app: MyApp
ports:
- protocol:TCP 协议和端口
port: 80
targetPort: 9376
声明了 my-service 一个 K8s service，有一个 labels 为 app: my-service ，选择了app，由 app 等于 Myapp 的 Pod 作为一个后端，定义服务发现的协议和端口，TCP 协议，访问 service 的80端口的 targetPort，目标的 Pod 上的 Pod 为9376。 2.创建和查看 Service
$kubectl apply -f service.yaml
service/my-service created
通过声明的模板，可以创建 service
创建好之后，可以查看结果
$ kubectl describe service my-service
Name: my-service
Namespace: default
Labels: app=my-service
Selector: app=MyApp Type:
ClusterIP IP: 172.29.3.27
//172.29.3.27 集群内虚拟
IP Port: 80/TCP
TargetPort: 9376/TCP
//selector 匹配到的后端 Pod 地址
Endpoints: 192.168.115.236:9376,192.168.115.237:9376,192.168.115.243:9376 Session Affinity: None
创建完之后生成一个 IP 地址，即为 service 的 IP 地址，在集群中可以被其他 Pod访问，相当于通过 IP 地址提供一个统一的 Pod 访问入口以及服务发现 Endpoints属性，通声明的 selector 选择到 Pod 以及 Pod 是什么样的状态，通过 selector 看到选择 Pod 的 IP 以及所声明的 Pod 端口
在 service 创建后，在集群中创建一个虚拟IP地址和端口去访问 service，service 把选择到的 Pod 挂载到后端，通过 service 的 IP 地址访问可以负载均衡到后端 Pod 上，当 Pod 的生命周期有变化时，（如一个 Pod 销毁）service 自动从后端摘除掉 Pod，实现即使 Pod 生命周期有变化，访问的端点是不变的。
3.集群内访问 Service
①直接 Service 的虚拟 IP
kubectl get svc 可以查到
②直接访问服务名，依靠DNS解析
同一个 Namespace 直接通过 servicename 访问
不同 Namespace 加上 namespace 名访问:
{servicename}.{namespace}
如，可以直接用 curl 访问
③通过环境变量访问
MY_SERVICE_PORT_80_TCP=tcp://172.29.3.27:80
MY SERVICE_SERVICE_HOST=172.29.3.27
MY_SERVICE_PORT=tcp://172.29.3.27:80
MY_SERVICESERVICE PORT=80
MY_SERVICE_PORT_80_TCP_ADDR=172.29.3.27 MY_SERVICE_PORT_80_TCP_PORT=80
MY_SERVICE_PORT_80_TCP_PROTO=tcp
Pod 在启动时，k8s 把 service 的 IP 地址、端口以及简单配置通过环境变量的方式放到 k8s 的 Pod 里。在 K8s 的容器中启动之后，通过读取系统的环境变量就可以读取到 Namespace 其他 service 的一个配置的低值或者端口号。
4.Headless Service
Service 指定 clusterlP: None Service 创建时可以指定 clusterlP 等于 None，不需要虚拟 IP Pod 通过 service_name 方式时直接解析到所有后端 Pod IP 客户端应用自主选择需要访问的 Pod
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
labels:
app: my-service
spec: selector:
app: MyApp
clusterlP: None
//增加clusterlP: None
让 Service 不再通过虚拟IP来负载均衡
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 9376
集群内 Pod 访问 service 时，直接解析到 service 对应的 Pod IP 地址返回到 POd，Pod 中自己选择 IP 地址直接访问
5、向集群外暴露 Service
Service 类型：
ClusterlP
ExternalName
NodePort
LoadBalancer
NodePort与LoadBalancer 提供向外暴露服务
NodePort 暴露节点端口，再做一次转发，转发到 IP 地址上 是集群每个节点的上的端口
LoadBalancer 在 NodePort 上又做一层转换，在每一个节点挂一个负载均衡，提供统一的路口，将接收的流量负载均衡到每一个集群节点 NodePort 上，NodePort 转化成 ClusterlP，访问到实际的 Pod 上
四、操作演示
创建一个阿里云服务的集群，配置到本地的终端服务到阿里云服务集群的连接
有三个模板
client
K8s service声明
创建一个 K8s service 模板，port 是 K8s 通过前端的80端口负载均衡到后端 port TCP 80端口上，selector 选择到 run 等于 nginx 标签的一些 Pod 做后端
通过 Deployment 创建一组 Pod
通过 get pod -o wide 可以看到 IP 地址
通过 -l 可以做筛选
创建 K8s service
通过 kubectl describe 可以看到所创建的状态
10.1.13.211K8s 生成的集群中虚拟 IP 地址，可以通过这个地址负载
均衡到后面10.0.0.12与10.0.0.1335两个 Pod 上
创建客户端的 Pod
可以进行测试
也可以之间通过 service 名字方式访问 service，结果是一样的
通过环境变量访问 service
通过 service，让外部网络访问 修改所创建的 service，在最后添加 type
直接访问39.98.21.18
Service 的访问地址与 Pod 的生命周期没有关系
删掉一个Pod
五、架构设计
1.Kubernetes 服务发现架构
在 K8s 中，分为 master 节点与 worker 节点，在 master 节点中，主要是 k8s 管控的内容，worker 节点中是实际上用户应用的地方。在 master 中，APIServer 是统一管理 K8s 的所有对象的地方，有三个组件，Cloud Controller Manager 负责配置 LoadBalancer 的负载均衡器，给外部访问，Coredns 关系 service 的后端 Pod 变化，配置 service 的 Pod 解析，在每个组件中有 Kube-Proxy 这一部署，通过监听 service 以及 Pod 的变化，实际配置集群例的 Pod 或者虚拟 IP 地址的访问 从集群内部的访问
Client Pod3 首先去 Coredns 解析，访问 servicename，Coredns 返回 Service 所对应的 IP，返回 IP 后，让 IP 做请求，请求到外部网，被Kube-Proxy 所配置的 iptables/IPVS 做一层拦截，把 Cluster IP 的请求实际的拦截后，负载均衡到每一个实际的后端 Pod 上，实现负载均衡以及服务发现
对于外部的流量，通过外部的负载均衡器，Cloud Controller Manager 监听 service 变化后，去配置的一个负载均衡器，转发到节点的 NodePort，NodePort经过 Kube-Proxy 的配置的 iptables，把 NodePort 的流量转化成 Cluster IP，去转换成后端的 Pod 的 Ip 地址做负载均衡以及服务发现
六、后续进阶部分预告
深入讲解 Service 的实现原理
Service 网络出现问题时的 Debug 技巧
