SVC
负责监测他所匹配的 Pod
的信息, 并且把他加入到 SVC
的 Endpoints
中, 从而实现负载均衡的功能,SVC
会进行信息同步, Nginx
指向这个 SVC
, 会将请求转发至正常工作的 Pod
, 不需要我们在 Nginx
做任何的修改. 这就是 SVC
的机制.SVC
之后, 如果服务有 扩容、伸缩
等操作 都不会对上一层的服务造成影响.SVC
也叫做 服务发现.Kubernetes Service
定义了这样一种抽象:一个 Pod
的逻辑分组,一种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 7 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
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 Kubernetes 1.7 或更高版本的 kube-dns
才支持。在 Kubernetes 集群中,每个 Node 运行一个 kube-proxy
进程。kube-proxy
负责为 Service
实现了一种 VIP(虚拟 IP)的形式,而不是 ExternalName
的形式。在 Kubernetes v1.0 版本,代理完全在 userspace。在 Kubernetes v1.1 版本,新增了 iptables 代理,但并不是默认的运行模式。从 Kubernetes v1.2 起,默认就是 iptables 代理。在 Kubernetes v1.8.0-beta.0 中,添加了 ipvs 代理。在 Kubernetes 1.14 版本开始默认使用 ipvs 代理。
在 Kubernetes v1.0 版本, Service
是 “4层”(TCP/UDP over IP)概念。在 Kubernetes v1.1 版本,新增了 Ingress API
(beta 版),用来表示 “7层”(HTTP)服务。
为何不使用 round-robin DNS?
Service
的 IP 地址,这样会导致 Service
的负载均衡失效。这种模式,kube-proxy
会监视 Kubernetes Service
对象和 Endpoints
,调用 netlink
接口以相应地创建 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 于 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的性能。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
:不排队调度注意: ipvs 模式假定在运行 kube-proxy 之前在节点上都已经安装了 IPVS 内核模块. 当 kube-proxy 以 ipvs 代理模式启动时, kube-proxy 将验证节点上是否安装了 IPVS 模块, 如果未安装, 则 kube-proxy 将回退到 iptables 模式. ipvs 模式现在已经成为了一个标准.
clusterIP
主要在每个 node 节点使用 iptables / ipvs
,将发向 clusterIP
对应端口的数据,转发到 kube-proxy
中。然后 kube-proxy
自己内部实现有负载均衡的方法,并可以查询到这个 service
下对应 pod
的地址和端口,进而把数据转发给对应的 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 kubectl
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 iptables / ipvs
规则中。iptables
/ ipvs
:使用 NAT
等技术将 virtualIP
的流量转至 endpoint
中。创建 myapp-deploy.yaml
文件
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
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
namespace: default
spec:
type: ClusterIP
selector:
app: myapp
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
有时不需要或不想要负载均衡,以及单独的 Service IP
。遇到这种情况,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,而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp-headless
namespace: default
spec:
selector:
app: myapp
clusterIP: "None"
ports:
- port: 80
targetPort: 80
[root@k8s-master mainfests]# dig -t A myapp-headless.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10
举个例子,假设您有一个 StatefulSet,需要每个 Pod 的 IP 地址,您可以使用 Headless Service 以便查询每个 Pod 的 DNS 记录,而无需使用 Service 的负载均衡功能。 另一个例子是,如果您使用外部负载均衡器,您可能希望将请求直接路由到每个
Pod
的IP
,而不是通过Service
的Cluster IP
。这时你可以使用Headless Service
,而不需要为每个Pod
配置单独的负载均衡规则。 要查询Headless Service
中每个Pod
的DNS
记录,可以使用以下命令:
dig -t A <headless-service-name>.<namespace>.svc.cluster.local
例如,在上述示例中,要查询
myapp-headless
服务中的每个Pod
的DNS
记录,可以使用以下命令:
dig -t A myapp-headless.default.svc.cluster.local
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
。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myapp
namespace: default
spec:
type: NodePort
selector:
app: myapp
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
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。
这种类型的 Service 通过返回 CNAME 和它的值,可以将服务映射到 externalName 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。
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: my-service-1
namespace: default
spec:
type: ExternalName
externalName: hub.atguigu.com
当查询主机 my-service.defalut.svc.cluster.local
(SVC_NAME.NAMESPACE.svc.cluster.local
)时,集群的 DNS 服务将返回一个值 my.database.example.com
的 CNAME
记录。访问这个服务的工作方式和其他的相同,唯一不同的是重定向发生在 DNS 层,而且不会进行代理或转发。
Ingress-Nginx github 地址:https://github.com/kubernetes/ingress-nginx
Ingress-Nginx 官方网站:https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/
kubectl apply -f mandatory.yaml
kubectl apply -f service-nodeport.yaml
deployment、Service、Ingress Yaml 文件
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-dm
spec:
replicas: 2
template:
metadata:
labels:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: wangyanglinux/myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
name: nginx
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-test
spec:
rules:
- host: www1.atguigu.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-svc
servicePort: 80
创建证书,以及 cert 存储方式
openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=nginxsvc/O=nginxsvc"
kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt
deployment、Service、Ingress Yaml 文件
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-test
spec:
tls:
- hosts:
- foo.bar.com
secretName: tls-secret
rules:
- host: foo.bar.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-svc
servicePort: 80
yum -y install httpd
htpasswd -c auth foo # 在这里会让输入你的密码
kubectl create secret generic basic-auth --from-file=auth
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: ingress-with-auth
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth
nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: 'Authentication Required - foo'
spec:
rules:
- host: foo2.bar.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-svc
servicePort: 80
名称 | 描述 | 值 |
---|---|---|
http://nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target | 必须重定向流量的目标URI | 串 |
http://nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect | 指示位置部分是否仅可访问SSL(当Ingress包含证书时,默认为True) | 布尔 |
http://nginx.ingress.kubernetes.io/force-ssl-redirect | 即使Ingress未启用TLS,也强制重定向到HTTPS | 布尔 |
http://nginx.ingress.kubernetes.io/app-root | 定义Controller必须重定向的应用程序根,如果它在’/‘上下文中 | 串 |
http://nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex | 指示Ingress上定义的路径是否使用正则表达式 | 布尔 |
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-test
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: <http://foo.bar.com:31795/hostname.html>
spec:
rules:
- host: foo10.bar.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-svc
servicePort: 80