Kubernetes服务

什么是 Service

官网: https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/service/

Service 将运行在一个或一组 Pod 上的网络应用程序公开为网络服务的方法。Service 是用来为 Pod 提供网络服务的方式。Pod 之间就可以使用 Service Name 互相访问。

为什么需要 Service？下面我们来看个问题。

如果一组 Pod（称为“后端”）为集群内的其他 Pod（称为“前端”）提供功能，那么前端如何找出并跟踪要连接的 IP 地址，以便前端可以使用提供工作负载的后端部分？

如果这是一个图片处理后端，它运行了 3 个副本。这些副本是可互换的（前端不需要关心它们调用了哪个后端副本）。然而组成这一组后端程序的 Pod 实际上可能会发生变化，前端客户端不应该也没必要知道，而且也不需要跟踪这一组后端的状态。Service 定义的抽象能够解耦这种关联。

Service 特性

1. Service 通过 label 关联对应的 Pod
2. Servcie 生命周期不跟 Pod 绑定，不会因为 Pod 重新创建而改变 IP
3. 提供了负载均衡功能，自动转发流量到不同 Pod
4. 可对集群外部提供访问端口
5. 集群内部可通过服务名字访问

Service 和 Pod 关系

使用 Service

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.19
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
      restartPolicy: Always
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 8080 # Service 端口
      name: port2
      targetPort: 80 # 容器端口
      nodePort: 31001 # node 节点端口 固定在 30000-32767 之间（不常用，不写的话会随机生成）
  type: NodePort

port 和 targetPort 都是集群内之间的约定，而 nodePort 表示在此节点暴露一个端口给外网。而且节点端口固定在 30000-32767 之间。

使用 Service 暴露多个端口

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.19
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
      restartPolicy: Always
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 8080
      name: port1
      targetPort: 80
      nodePort: 31001
    - port: 8081
      name: port2
      targetPort: 80
      nodePort: 31002
  type: NodePort

Service Type

官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/service/

对一些应用的某些部分（如前端），可能希望将其暴露给 Kubernetes 集群外部的 IP 地址。

Kubernetes ServiceTypes 允许指定你所需要的 Service 类型。

1. ClusterIP：在集群内部暴露 Service，只能被集群内部的其他对象访问，通常用于内部服务发现，不会向集群外部暴露。
2. NodePort：将 Service 暴露在 Node 的某个端口上，从而可以通过 Node 的 IP 地址和端口号来访问 Service，通常用于开发和测试环境。
3. LoadBalancer：通过云服务商提供的负载均衡器来将 Service 暴露到公网上，使得外部用户可以访问 Service。
4. ExternalName：将 Service 映射到一个 DNS 名称上，从而可以通过 DNS 名称来访问 Service，通常用于访问外部服务。

ClusterIP 类型

这是最常用的 Service 类型之一。在集群内部创建一个虚拟 IP 地址，它可以被其他在同一集群内的 Pod 访问，但不能被集群外部的请求所访问。这种类型的服务通常用于内部服务的暴露，例如数据库或者缓存服务。比如在一个 Web 应用中，你可能需要连接到一个数据库，但是这个数据库并不需要在应用之外暴露。这时候，你可以使用 ClusterIP 类型的 Service，让应用可以访问到数据库。

NodePort 类型

这种类型的 Service 将会创建一个端口，并绑定到每个集群节点上，从而允许外部流量访问 Service。这个类型通常用于公共服务的暴露，例如 Web 应用或者 API。比如你需要在集群外部访问到一个运行在集群中的 Web 应用，你就可以创建一个 NodePort 类型的 Service，通过指定 Service 的 nodePort 字段，来将 Service 暴露给集群外部。

如果你将 type 字段设置为 NodePort，则 Kubernetes 控制平面将在 --service-node-port-range 标志指定的范围内分配端口（默认值：30000-32767）。

LoadBalancer 类型

这种类型的 Service 类似于 NodePort，但是会在云厂商中创建一个负载均衡器。这个类型通常用于在云平台上部署应用。云平台的负载均衡器将流量分发到集群中的节点。这个类型的 Service 只能在云平台上使用，并且需要云厂商提供支持。

ExternalName 类型

这种类型的 Service 允许 Service 到任何需要访问的 CNAME DNS 条目的转发。与其它类型的 Service 不同，它并不会代理请求到任何 Pod。相反，它将请求转发到配置的外部地址。这种类型的 Service 通常用于将服务代理到集群外部的其他服务。比如你有一个运行在外部网络上的服务，你希望在 Kubernetes 集群中使用该服务，这时候你可以创建一个 ExternalName 类型的 Service，将服务的 DNS 解析到 Kubernetes 集群中。