Kubernetes-Service介绍(二)-服务发现

一、前言

本篇是Kubernetes第九篇，大家一定要把环境搭建起来，看是解决不了问题的，必须实战。

Kubernetes系列文章:

1. Kubernetes介绍
2. Kubernetes环境搭建
3. Kubernetes-kubectl介绍
4. Kubernetes-Pod介绍(-)
5. Kubernetes-Pod介绍(二)-生命周期
6. Kubernetes-Pod介绍(三)-Pod调度
7. Kubernetes-Pod介绍(四)-Deployment
8. Kubernetes-Service介绍(一)-基本概念

二、服务发现

Kubernetes提供两种客户端以固定方式获取后端访问地址的方式:环境变量和DNS方式。

环境变量

该实验以上文中的nginx-deployment.yaml和nginx-service.yaml为基础；

1. 新建一个Pod资源，文件名为nginx-pod.yaml；

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    resources:
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
    ports:
      - containerPort: 80

2. 启动该资源；

kubectl apply -f nginx-pod.yaml

3. 进入容器内部，查看系统的环境变量；

#进入容器内部
kubectl exec -it nginx-deployment -- /bin/bash
#查看环境变量
env | grep NGINX

image.png

4. 通过环境变量访问服务信息；

curl http://${NGINX_SERVICE_SERVICE_HOST}

image.png

DNS方式

5. 通过DNS解析方式在容器内部访问；

curl http://nginx-service.default.svc.cluster.local

image.png

相比于环境变量来说，DNS域名格式的Service名称提供的稳定、不变的访问地址，可以简化客户端的应用配置，是Kubernetes推荐的方式。当Service以DNS形式进行访问的时候，需要在集群中存在一个DNS服务器来完成域名到ClusterIP的地址解析工作，kubeadm在初始化的时候已经完kube-dns的安装，这个里要注意一个问题，就是使用busybox解析Service时候，最新版本是有问题的，我采用了1.28.3版本，对于服务中心中是否安装kube-dns可以通过以下方式检查:

#检查deployment
kubectl get deployment --namespace=kube-system
#检查service
kubectl get services --namespace=kube-system

Service在Kubernetes中遵守DNS命名规范，Service的DNS域名表示方法为servicename.namespace.svc.clusterdomain，其中servicename为服务名称，namespace为所在的名空间，clusterdomain为Kubernetes中集群设置的域名后缀，此外如果Service定义中设置了名称，该端口会拥有一个DNS域名，在DNS服务器中保存格式为:_portname._protocol.servicename.namespace.svc.clusterdomain，其值为端口号的数值。

三、Pod的DNS相关特征

Pod作为集群中提供服务的实体，也可以设置DNS域名，Kubernetes为Pod使用的DNS策略提供很多种方式。

Pod的DNS

对于Pod来说，Kubernetes会为其设置一个pod-ip.namespace.pod.cluster-domain格式的DNS域名，其中Pod的IP需要使用-替换.，我们通过nslookup来证明一下;

1. 查看Pod的IP信息，我们使用niginx-deployment的Pod为案例；

kubectl get pod -o wide

image.png

2. 使用nslookup进行验证；

kubectl exec busybox -- nslookup 10-100-1-103.default.pod.cluster.local

image.png

对于Deployment和Daement类型的创建的Pod来说，Kubernetes会为每个Pod设置一个DNS域名，格式为pod-ip.deployment-name/daement-name.namespace.svc.cluster-domain,Pod的IP也需要使用-替换.

为Pod设置hostname和subdomain

当前，创建Pod时其主机名取自Pod的metadata.name,在定义Pod的yaml文件中包含一个可选的 hostname 字段，可以用来指定Pod的主机名。 当这个字段被设置时，它将优先于Pod的名字成为该 Pod 的主机名。此外还有一个字段subdomain 字段，可以用来指定 Pod的子域名。

1. 删除所有Pod;

kubectl delete -f nginx-pod.yaml

2. 创建busybox-headless-service.yaml文件，这里Headless Service与Pod子域名保持一致，这样子DNS服务器才会自动创建响应的DNS记录；

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: default-subdomain
spec:
  selector:
    name: busybox
  clusterIP: None
  ports:
  - name: foo # 实际上不需要指定端口号
    port: 1234
    targetPort: 1234

3. 创建nginx-pod.yaml文件；

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: busybox1
  labels:
    name: busybox
spec:
  hostname: busybox-1
  subdomain: default-subdomain
  containers:
  - image: busybox:1.28.3
    command:
      - sleep
      - "3600"
    name: busybox

4. 创建资源;

kubectl apply -f busybox-headless-service.yaml
kubectl apply -f busybox-pod1.yaml

5. 进入Pod检查DNS是否写入,其他Pod就可以通过busybox-1.default-subdomain.default.svc.cluster.local来访问该Pod；

kubectl exec -it busybox1 -- /bin/sh
cat /etc/hosts

image.png

Pod的DNS策略

Kubernetes可以通过Pod中dnsPolicy属性指定DNS相关策略，目前支持以下四种策略:

1. Default: 继承Pod所在的节点的域名解析设置；
   
2. ClusterFirst: 优先使用Kubernetes提供的DNS服务(CoreDNS)，将无法解析域名转发到系统配置的DNS服务器；
   
3. ClusterFirstWithHostNet：适用于以hostNetWork方式运行的Pod；
   
4. None：忽略Kubernetes提供的DNS配置，采用自定义的配置方式；
   

Pod自定义DNS配置

Kubernetes可以通过Pod的dnsConfig属性来自定义DNS相关配置，同时必须指定dnsPolicy为None。

自定义DNS可以在dnsConfig指定以下属性:

nameservers: 用于域名解析DNS服务列表，最多可以设置3个，当 Pod的dnsPolicy设置为none时， 列表必须至少包含一个 IP 地址。配置的nameserver列表与系统自动设置的nameserver自动合并去重；

searches: 用于域名搜索的DNS域名后缀，最多设置6个，也会与系统自动设置的search列表合并去重；

options：配置其他可选的DNS参数，以name或者name/value的形式表示，系统也会自动设置option列表合并去重；