k8s教程（service篇）-总结（上）

01 引言

至此，service的相关知识已经讲解完了，下面是相关文章的详情总结：

• 《k8s教程（service篇）-资源定义详解》
• 《k8s教程（service篇）-概念和原理》
• 《k8s教程（service篇）-DNS服务搭建和配置》
• 《k8s教程（service篇）-Node本地DNS缓存》
• 《k8s教程（service篇）-pod的dns域名》
• 《k8s教程（service篇）-ingress 7层路由机制》

02 内容整理

先贴上整理的脑图：

2.1 资源定义

详情参考： 《k8s教程（service篇）-资源定义详解》

Service是Kubernetes实现微服务架构的核心概念，通过创建Service，可以为一组具有相同功能的容器应用提供一个统一的入口地址，并且将请求负载分发到后端的各个容器应用上，下面对Service的资源定义进行详细说明。

Service的YAML格式的定义文件的完整内容如下：

apiVersion: v1 
kind: Service  
metadata:     
  name: string   
  namespace: string   
  labels:
    - name: string
  annotations:
    - name: string
spec:          
  selector:[]     
  type: string
  clusterIP: string
  sessionAffinity:string 
  ports:
  - name: string
    protocol: string
    port: int
    targetPort: int
    nodePort: int
  status:
    loadBalancer:
    ingress:
      ip: string
      hostname: string

属性说明：

2.2 概念和原理

详情参考：《k8s教程（service篇）-概念和原理》

Service实现的是微服务架构中的几个核心功能：全自动的服务注册、服务发现、 服务负载均衡等。

2.2.1 创建service的方式

① 使用kubectl expose命令创建：

kubectl expose deployment webapp 
service/webapp exposed

查看新创建的Service，可以看到系统为它分配了一个虚拟IP地址（ClusterIP 地址)，Service的端口号则从Pod中的containerPort复制而来：

通过curl 169.169.140.242:8080 也是可以访问的。访问时，会被自动负载分发到了后端两个Pod之一：10.0.95.22:8080或10.0.95.23:8080。

② 资源文件的方式创建：

除了使用命令，还可以使用yaml资源文件的方式来创建：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: webapp
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 8080
    targetPort: 8080
  selector:
    app: webapp

Service定义中的关键字段是ports和selector：

• ports：定义部分指定了Service本身的端口号为8080；
• targetPort：指定后端Pod的容器端口号；
• selector：定义部分设置的是后端Pod所拥有的 label:app=webapp。

使用kubectl create命令创建后，能看到和使用kubectl expose命令创建Service的效果一样。

2.2.2 endpoint

一个Service对应的 “后端” 由Pod的IP和容器端口号组成，这在k8s系统中称为Endpoint。

可以通过kubectl descirbe svc 命令查看Endpoint列表，如：

2.2.3 负载均衡机制

从服务IP到后端Pod的负载均衡机制，则是由每个Node上的kube-proxy负责实现的。

通过Service的负载均衡机制，Kubernetes实现了一种分布式应用的统一入口，免去了客户端应用获知后端服务实例列表和变化的复杂度。

2.2.3.1 kube-proxy的代理模式

目前kube-proxy提供了以下代理模式（通过启动参数--proxy-mode设置）:

2.2.3.2 会话保持模式

Service支持通过设置sessionAffinity实现基于客户端IP的会话保持机制，即：首次将某个客户端来源IP发起的请求转发到后端的某个Pod上，之后从相同的客户端 IP发起的请求都将被转发到相同的后端Pod上。

配置参数为 service.spec.sessionAffinity，也可以设置会话保持的最长时间（service.spec.sessionAffinityConfig.clientIP.timeoutSeconds），例如下面的服务将会话保持时间设置为10800s(3h)：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: webapp
spec:
  sessionAffinity: ClientIP 
  sessionAffinityConfig:
    clientIP:
      timeoutSecondes: 10080
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 8080
    targetPort: 8080
  selector:
    app: webapp

2.2.4 多端口设置

在下面的例子中，Service设置了两个端口号来分别提供不同的服务，如web服务和management服务（下面为每个端口号都进行了命名，以便区分）：

apiversion: v1
kind: Service
metadata:
  name: webapp
spec:
ports:
- port: 8080
  targetPort: 8080
  name: web
- port: 8005
  targetPort: 8005 
  name: management
selector:
app: webapp

2.2.5 外部服务定义为service

普通的Service通过Label Selector对后端Endpoint列表进行了一次抽象，如果后端的Endpoint不是由Pod副本集提供的，则Service还可以抽象定义任意其他服务，将一个Kubernetes集群外部的已知服务定义为Kubernetes内的一个Service， 供集群内的其他应用访问。

举例：（用户在创建Service资源对象时不设置Label Selector（后端Pod也不存在），同时再定义一个与Service关联的Endpoint资源对象，在Endpoint中设置外部服务的IP地址和端口号）：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
-----------
apiversion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  name: my-service
subsets:
- addresses:
  - IP: 1.2.3.4
  ports:
  - port: 80

2.2.6 service暴露给外部集群

可以通过Service资源对象的类型字段“type”进行设置。

目前Service的类型如下：

2.2.6.1 NodePort类型

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: webapp
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 8080
  targetPort: 8080
  nodePort: 8081
selector:
  app: webapp

使用kubectl create创建了Service之后，就可以通过任意一个Node的IP地址+ NodePort 8081端口号访问服务了。