Kubernetes 0-1 了解Service

Service介绍

按照官方文档的说法，在K8S中，Service是将运行在集群中的一组Pod的应用公开为网络服务的抽象方法，是K8S的核心概念之一，Service的主要作用是使客户端发现Pod并与之通信。

简单理解起来就是，由Service提供统一的入口地址，然后将请求负载分发到后端Pod的容器应用。

为什么有Service

集群中部署了Pod，应用是成功的部署起来了，但是只是至此的话，Pod提供服务访问存在以下一些问题。

• Pod是短暂的，可能会被销毁或重新调度，这使得Pod的IP是随时变动和更新的；
• 部署多个Pod的伸缩问题，流量分配问题；
• 集群外部客户端无法直接访问Pod。

这时候就需要Service，Pod作为Service的后端提供服务。所以我们可以想象，Service需要完成的事情：

• 服务发现，通过Pod的lable查找目标Pod，将查找的Pod的注册到自己的后端列表，Pod的IP信息发生更改，后端列表也同步更新；
• 负载均衡，请求到达Service之后，将请求均衡转发的后端列表；
• 服务暴露：对外提供统一的请求地址。

创建Service

在创建Sercvice之前我们首先创建service代理的Pod，nginx-pod.yaml：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80

先给到一个简单的Service定义实例nginx-service.yaml：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: LoadBalancer

spec.ports.port是Service对外提供服务的端口，spec.ports.targetPort是转发到Pod内的访问端口；

通过spec.selector发现同一命名空间下带有app=nginx的label的Pod作为后端。

创建命令：

kubectl apply -f nginx-service.yaml

Service作为Pod的负载均衡器，使用service.spec.selector字段去匹配Pod，上面示例中，nginx Service将通过app: nginx的label查找Pod作为后端。

创建Service之后，查看Service的后端：

kubectl get svc -o wide
kubectl describe svc nginx

在创建Sercvice之前，我已经创建了一个带有app: nginxlabel的Pod，所以可以看到Service的EndPoints中已经有了一个后端（10.244.1.25）了，Endpoint也是一种K8S资源，可以使用kubectl get ep命令查看。

除了以上使用yaml定义Service之外，还可以使用以下命令创建Service：

# 暴露Pod
kubectl expose pod nginx --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP --type=NodePort
# 或者Deployment管理的Pod
kubectl expose deploy nginx --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP --type=LoadBalancer

Service类型

通过Service.spec.type定义，最常用的三种：ClusterIP（默认），NodePort、LoadBalancer。

CLusterIP

指定type为ClusterIP时，它将被分配一个集群内部的IP，在集群内部通过访问它来访问后端Pod，这种Service一般只供集群内部访问。

NodePort

指定type为NodePort时，会在所有节点分配一个端口（默认从30000-32767）作为service的入口，访问方式：??/:，使用NodePort类型时，也会默认分配一个ClusterIP，除非使用ClusterIP: None免除分配。

特点：

• 所有节点都是同一个端口；
• 端口是有限的，30000-32767范围内分配，也可以使用service.spec.ports.nodePort指定端口，但指定的端口必须在范围内且尚未被占用；
• 外部访问需要使用到Node的IP。

LoadBalancer

随机分配一个LoadBalancer作为Service的入口，一般需要云提供商的支持。请求到达LoadBalancer地址后，均衡负载到后端Pod，使用LoadBalancer类型时，也会默认分配一个ClusterIP，并且也会分配一个NodePort端口，实际上来说，LoadBalancer是基于NodePort实现的。

特点：

• 外部网络可以通过LoadBalancer的地址和端口访问到集群内Service服务。

访问Service

• 通过ClusterIP访问，限集群内部访问；
• 通过Service Name访问：如果在同一命名空间，可以直接使用服务名称（）访问，如果不在同一命名空间，使用服务名称和命名空间名称（.）访问，集群外可访问；
• 通过ExternalIP（一般是LoadBalancer的host和ip）访问，集群外可访问。