第九章 Service

守給你的承諾、 提交于 2019-11-30 07:46:47

一、Service 的概念

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

二、Service 的类型

Service K8s 中有以下四种类型ClusterIp

① 默认类型,自动分配一个仅 Cluster 内部可以访问的虚拟 IP

② 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:NodePort 来访问该服务

③ 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: NodePort

④ 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

 

三、VIP Service 代理

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

 

Kubernetes 1.14 版本开始默认使用ipvs 代理

 

Kubernetes v1.0 版本,Service“4TCP/UDP over IP)概念。在 Kubernetes v1.1 版本,新增了Ingress APIbeta 版),用来表示 “7HTTP)服务

为何不使用 round-robin DNS

DNS会在很多的客户端里进行缓存,很多服务在访问DNS进行域名解析完成、得到地址后不会对DNS的解析进行清除缓存的操作,所以一旦有他的地址信息后,不管访问几次还是原来的地址信息,导致负载均衡无效。

 

四、代理模式的分类

1userspace 代理模式

 

2iptables 代理模式

 

3ipvs 代理模式

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

iptables 类似,ipvs netfilter 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:

① rr:轮询调度

② lc:最小连接数

③ dh:目标哈希

④ sh:源哈希

⑤ sed:最短期望延迟

⑥ nq:不排队调度

 

五、ClusterIP

clusterIP 主要在每个 node 节点使用 iptables,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:

  1. 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
  2. kube-proxy kubernetes的每个节点中都有一个叫做kube-porxy的进程,这个进程负责感知servicepod的变化,并将变化的信息写入本地的iptables规则中
  3. iptables 使用NAT等技术将virtualIP的流量转至endpoint

未完待续。。。。。。

 

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