Service代理模式分类

Service的概念

k8s service定义了这样一个抽象：一个Pod的逻辑文组，一个可以访问它们的策略-----通常称为微服务。这一组Pod能够被Service访问到，通常是通过Label Selector

Service能够提供负载均衡的能力，但是在使用上有以下限制：

·只提供4层负载均衡能力，而没有七层功能，但有时我们可能需要更多的匹配规则来转发请求，这点上4层负载均衡是不支持的。

Service的类型

Service在k8s中有以下四种类型

·ClusterIP：默认类型，自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟IP

·NodePort：在ClusterIP基础上为Service在每台机器上绑定一个端口，这样就可以通过<NodeIP>：NodePort来访问该服务

·LoadBalancer：在NodePort的基础上，借助cloud provider创建一个外部负载均衡器，并将请求转发到<NodeIP>:NodePort

·ExternalName：把集群外部的服务引入到集群内部来，在集群内部直接使用。没有任何类型代理被创建，这只有k8s1.7或更高版本的kube-dns才支持

VIP和Service代理

在k8s集群中，每个Node运行一个kube-proxy进程。kube-proxy负责为Service实现了一个VIP（虚拟IP）的形式，而不是ExternalName的形式。在k8s v1.0版本，代理完全在userspace。在k8s1.1版本，新增了iptables代理，但并不是默认的运行模式。从k8s v1.2起，默认就是iptables代理。在k8s v1.8.0-beta.0中，添加了ipvs代理

在k8s 1.14版本开始默认使用ipvs代理

在k8s v1.0版本，Service是4层（TCP/UDP over IP）概念。在K8S v1.1版本，新增了Ingress API（beta版），用来表示七层（HTTP）服务

代理模式的分类

Ⅰ、userspace代理模式

Ⅱ、iptables代理模式

Ⅲ、ipvs模式

这种模式，kube-proxy会监视Kubernetes Service对象和Endpoints，调用netlink接口以响应地创建ipvs规则并定期与Kubernetes Service对象和Endpoints对象同步ipvs规则，以确保ipvs状态与期望一致。访问服务时，流量将被重定向到其中一个后端Pod

与iptables类似，ipvs与netfilter的hook功能，但使用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作。这意味着ipvs可以更快地重定向流量，并且在同步代理规则时具有更好地性能。此外，ipvs为负载均衡算法提供了更多选项，例如：

·rr：轮询调度

·lc：最小连接数

·dh：目标哈希

·sh：源哈希

·sed：最短期望延迟

·nq：不排队调度

ClusterIP

clusterIP主要在每个node节点使用ipvs（如果使用iptables那就是iptables），将发向clusterIP对应端口地数据，转发到kube-proxy中，然后kube-proxy自己内部实现由负载均衡的方法，并可以查询到这个service下对应pod的地址和端口，进而把数据抓发给对应的pod的地址和端口

为了实现图上的功能，主要需要以下几个组件的协同工作：

·apiserver用户通过kubelet命令向apiserver发送创建service的命令，apiserver接收到请求后将数据存储到etcd中

·kube-proxy kubernetes的每个节点中都有一个叫做kube-proxy的进程，这个进程负责感知service，pod的变化，并将变化的信息写入本地的ipvs（iptables）规则中

·ipvs（iptables）使用NAT等基数将virtualIP的流量转至endpoint中

创建myapp-deploy.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deploy
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      release: stabel
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        release: stabel
        env: test
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: wangyanglinux/myapp:v2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80

创建Service信息

vim myapp-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: myapp
    release: stabel
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80

Headless Service

有时不需要或不想要负载均衡，以及单独的Service IP。遇到这类情况，可以通过指定ClusterIP（spec.clusterIP）的值为“None”来创建Headless Service。这类Service并不会分配Cluster IP，kube-proxy不会处理它们，而且平台也不会为他们进行负载均衡和路由

vim myapp-svc-headless.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-headless
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: myapp
  clusterIP: "None"
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

NodePort

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

vim myapp-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
  namespace: default
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: myapp
    release: stabel
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

LoadBalancer

loadBalancer和nodePort其实是同一种方式，区别在于loadBalancer比nodePort多了一步，就是可以调用cloud provider去创建LB来向节点导流

ExternalName

这种类型的Service通过返回CNAME和它的值，可以将服务器映射到externameName字段的内容（例如：hub.atguigu.com）。ExternalName Service是Service的特例，它没有selector，也没有定义任何的端口和Endpoint。相反的，对于运行在集群外部的服务，它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务。

vim externalname.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service-1
  namespace: default
spec:
  type: ExternalName
  externalName: www.baidu.com

posted @ 2019-12-11 10:42 BachrRR 阅读(906) 评论(0) 收藏举报

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