06、Kubernetes - 实战：Service
一、Kubernetes Service
Service的介绍
Service可以看作是一组提供相同服务的Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。
service默认只支持4层负载均衡能力，没有7层功能。（可以通过Ingress实现）
ClusterIP：默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问。
NodePort：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP。
LoadBalancer：在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 :NodePort，此模式只能在云服务器上使用。
ExternalName：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定）。
service的优化
Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的.
kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的CPU资源。
IPVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Pod。
开启kube-proxy的ipvs模式：
# yum install -y ipvsadm //所有节点安装
kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system //修改IPVS模式
修改： 43 mode: "ipvs"
由于有些pod已经在运行，因此需要更新kube-proxy pod：
kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy | awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}' //更新kube-proxy pod```
IPVS模式下，kube-proxy会在service创建后，在宿主机上添加一个虚拟网卡：kube-ipvs0，并分配service IP。kube-proxy通过linux的IPVS模块，以rr轮询方式调度service中的Pod。
```java
ipvsadm -ln
二、Kubernetes Service实列
ClusterIP service
在集群内部菜才能访问
首先创建pod：
[root@server1 ~]# vim deployment.yaml
[root@server1 ~]# cat deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-nginx
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: ikubernetes/myapp:v1
ports:
- containerPort: 80
[root@server1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml
deployment.apps/deployment-nginx created
[root@server1 ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
deployment-nginx-56d786cd98-fcmh9 1/1 Running 0 55s 10.244.2.34 server3 <none> <none>
deployment-nginx-56d786cd98-pkvpg 1/1 Running 0 55s 10.244.1.32 server2 <none> <none>
现在可以在集群内部访问这两个pod：
[root@server1 ~]# kubectl run test -it --image=radial/busyboxplus
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ curl 10.244.2.34
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
/ curl 10.244.1.32
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
创建service：（ClusterIP方式）：
[root@server1 ~]# vim service.yaml
[root@server1 ~]# cat service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector: #service与pod关联时使用的标签，此处设置的标签要和需要关联的pod标签相同
app: nginx
type: ClusterIP
[root@server1 ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/myservice created
service通过标签与pod关联，查看service状态：
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d2h
myservice ClusterIP 10.97.61.44 <none> 80/TCP 6s
可以看出service暴露出来的ip为10.97.61.44，只有在集群内部才可以通过这个ip访问pod：
[root@server1 ~]# kubectl attach test -it
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ curl 10.97.61.44
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
NodePort service
使用NodePort方式可以使我们在集群外访问集群内的pod
在上个实验时我们已经创建了一个ClusterIP方式的service，我们可以直接更改其方式：
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d3h
myservice ClusterIP 10.111.87.107 <none> 80/TCP 84m
[root@server1 ~]# kubectl edit svc myservice
再查看service状态：
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d3h
myservice NodePort 10.111.87.107 <none> 80:31549/TCP 84m
可以发现已经变成NodePort方式了，同时也可以看出端口为31549,再集群外部主机访问pod：
[root@foundation63 Desktop]# curl 172.25.63.3:31549
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@foundation63 Desktop]# curl 172.25.63.2:31549
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
访问两个节点的31549端口均可以访问到pod。
实验后删除：
[root@server1 ~]# kubectl delete -f service.yaml
service "myservice" deleted
同时也可以在创建service的时候就指定为NodePort的方式。
[root@server1 ~]# vim service.yaml
[root@server1 ~]# cat service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
app: nginx
type: NodePort #指定方式
[root@server1 ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/myservice created
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d3h
myservice NodePort 10.103.247.110 <none> 80:30256/TCP 12s
Kube-dns sevice
Kubernetes 在kube-system命名空间提供了一个 DNS Service。可以使用以下命令查看：
kubectl get svc kube-dns -n kube-system
首先我们运行一个service方式为ClusterIP：
[root@server1 ~]# vim service.yaml
[root@server1 ~]# cat service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
app: nginx
type: ClusterIP
[root@server1 ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/myservice created
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d3h
myservice ClusterIP 10.105.237.243 <none> 80/TCP 23s
通过kube-dns我们可以通过直接访问service的名称来访问pod：
[root@server1 ~]# kubectl attach test -it #之前使用busyboxplus创建的pod
Defaulting container name to test.
Use 'kubectl describe pod/test -n default' to see all of the containers in this pod.
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ nslookup myservice #查看myservice的解析
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: myservice
Address 1: 10.105.237.243 myservice.default.svc.cluster.local
/
/ curl myservice.default.svc.cluster.local #域名格式：$(servicename).$(namespace).svc.cluster.local，也可以直接访问myservice
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
/ curl myservice.default.svc.cluster.local/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-fcmh9
/ curl myservice.default.svc.cluster.local/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-tg2t6
/ curl myservice.default.svc.cluster.local/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-pkvpg
/ curl myservice.default.svc.cluster.local/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-k8psl
/ ping myservice #直接访问myservice
PING myservice (10.105.237.243): 56 data bytes
64 bytes from 10.105.237.243: seq=0 ttl=64 time=0.140 ms
64 bytes from 10.105.237.243: seq=1 ttl=64 time=0.073 ms
可以看出通过服务名称可以直接访问pod并自动实现负载均衡。
实验后删除：
[root@server1 ~]# kubectl delete -f service.yaml
service "myservice" deleted
Headless Service举例
Headless Service “无头服务” Headless Service不需要分配一个VIP，而是直接以DNS记录的方式解析出被代理Pod的IP地址。
域名格式： ( s e r v i c e n a m e ) . (servicename). (servicename).(namespace).svc.cluster.local
[root@server1 ~]# vim service.yaml
[root@server1 ~]# cat service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
app: nginx
clusterIP: None #指定为Headless方式
[root@server1 ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/myservice created
[root@server1 ~]# kubectl get svc #可以看出ip为none
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d4h
myservice ClusterIP None <none> 80/TCP 42s
可以直接通过service的名称直接访问到后端的pod：
[root@server1 ~]# kubectl attach test -it
Defaulting container name to test.
Use 'kubectl describe pod/test -n default' to see all of the containers in this pod.
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ nslookup myservice #查看myservice的解析，可以看到后端的4个pod
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: myservice
Address 1: 10.244.2.35 10-244-2-35.myservice.default.svc.cluster.local
Address 2: 10.244.2.34 10-244-2-34.myservice.default.svc.cluster.local
Address 3: 10.244.1.32 10-244-1-32.myservice.default.svc.cluster.local
Address 4: 10.244.1.34 10-244-1-34.myservice.default.svc.cluster.local
/ curl myservice
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
/ curl myservice/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-k8psl
/ curl myservice/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-tg2t6
/ curl myservice/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-pkvpg
/ curl myservice/hostname.html
deployment-nginx-56d786cd98-fcmh9 #可以看出可以实现负载均衡
当pod更新后依然可以解析：
[root@server1 ~]# vim deployment.yaml
[root@server1 ~]# cat deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-nginx
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 4
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: ikubernetes/myapp:v2 #更新到v2
ports:
- containerPort: 80
[root@server1 ~]# kubectl apply -f deployment.yaml
[root@server1 ~]# kubectl attach demo -it
Defaulting container name to demo.
Use 'kubectl describe pod/demo -n default' to see all of the containers in this pod.
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
bash-4.3#
bash-4.3# dig myservice.default.svc.cluster.local
实验后删除：
[root@server1 ~]# kubectl delete -f service.yaml
service "myservice" deleted
LoadBalancer举例
从外部访问 Service 的第一种方式为NodePort，之前已经介绍过，下面介绍另外两种方式。
从外部访问 Service 的第二种方式，适用于公有云上的 Kubernetes 服务。这时候，你可以指定一个 LoadBalancer 类型的 Service。
[root@server1 ~]# vim service.yaml
[root@server1 ~]# cat service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
app: nginx
type: LoadBalancer
在service提交后，Kubernetes就会调用 CloudProvider 在公有云上为你创建一个负载均衡服务，并且把被代理的 Pod 的 IP地址配置给负载均衡服务做后端。
[root@server1 ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/myservice created
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d4h
myservice LoadBalancer 10.105.70.198 <pending> 80:31184/TCP 45s
实验后删除：
[root@server1 ~]# kubectl delete svc myservice
service "myservice" deleted
ExternalName 举例
从外部访问的第三种方式叫做ExternalName，这种方式也可以使pod能够访问外部的地址。
[root@server1 ~]# vim External.yaml
[root@server1 ~]# cat External.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
type: ExternalName
externalName: www.baidu.com #指定外部有效地址
接下来创建service：
[root@server1 ~]# kubectl apply -f External.yaml
service/myservice created
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d4h
myservice ExternalName <none> www.baidu.com <none> 6s
可以看出并没有分配ip地址，只是在dns里面更新了以下CNAME。
描述这样的做法有一个好处，即使需要访问的外部地址变了，也只需要更改service的yaml文件即可，依然可以通过访问myservice.default.svc.cluster.local来访问外部地址，如下：
[root@server1 ~]# vim External.yaml
[root@server1 ~]# cat External.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
type: ExternalName
externalName: www.qq.com #外部网站变更
[root@server1 ~]# kubectl apply -f External.yaml
service/myservice configured
ExternalName方式的service允许为其分配一个公有IP。
[root@server1 ~]# vim service.yaml
[root@server1 ~]# cat service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myservice
spec:
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
selector:
app: nginx
externalIPs:
- 172.25.63.100 #指定的ip地址
[root@server1 ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/myservice created
[root@server1 ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d4h
myservice ClusterIP 10.106.224.140 172.25.63.100 80/TCP 10s
查看svc的状态说明指定成功，在集群外访问：
[root@foundation63 Desktop]# curl 172.25.63.100
Hello MyApp | Version: v2 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@foundation63 Desktop]# curl 172.25.63.100
Hello MyApp | Version: v2 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@foundation63 Desktop]# curl 172.25.63.100
Hello MyApp | Version: v2 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>