Kubernetes NodePort vs Loadbalancer vs Ingress 在生成中如何选择?

最近，有人问我NodePort，LoadBalancers和Ingress之间有什么区别。它们都是将外部流量带入群集的不同方法，并且它们都以不同的方式进行。简单的说，生产环境建议使用Loadbalancer和Ingress，四层（TCP/UDP）代理使用Loadbalancer，七层（HTTP/HTTPS）代理使用Ingress。

让我们看一下它们各自的工作方式以及何时使用它们。

ClusterIP

ClusterIP是默认的Kubernetes服务类型。它为你提供了群集内部的服务访问方式，集群内的应用程序可以访问该服务。外部应用不能访问。

ClusterIP服务的YAML如下所示:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
    name: my-internal-service
spec:
    selector:
        app:my-app
    type: ClusterIP
    ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 80
protocol: TCP

如果您无法从Internet访问ClusterIP服务，为什么要谈论它?原来您可以使用Kubernetes代理访问它!

启动Kubernetes代理:

$ kubectl proxy --port=8080

现在，您可以使用以下方案浏览Kubernetes API以访问该服务:

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/<NAMESPACE>/services/<SERVICE-NAME>:<PORT-NAME>/

因此，要访问我们上面定义的服务，您可以使用以下地址:

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/default/services/my-internal-service:http/

什么时候用代理？

在某些情况下，您将使用Kubernetes代理访问服务。

调试服务，或出于某些原因直接从笔记本电脑连接到服务
允许内部流量，显示内部仪表板等

因为此方法要求您以经过身份验证的用户身份运行kubectl，所以不应使用此方法将服务公开到Internet或将其用于生产服务。

NodePort

NodePorrt服务是将外部流量直接转到服务的最原始的方法。顾名思义，NodePort会在所有节点(VM)上打开一个特定的端口，并且发送到该端口的所有流量都将转发到该服务。

NodePort服务的YAML如下所示:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
    name: my-nodeport-service
sepc:
    selector:
        app:my-app
    type: NodePort
    ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30036
protocol: TCP

基本上，NodePort服务于普通的"ClusterIP"服务有两个区别。首先，类型为"NodePort"。还有一个名为nodePort的附加端口，用于指定要在节点上打开的端口。如果您未指定此端口，它将选择一个随机端口。大多数时候，您应该让Kubernetes选择端口。如thockin所说，有许多可使用的端口的警告。

什么时候用NodePort？

此方法有很多缺点：

每个端口只能提供一次服务
您只能使用端口30000-32767
如果您的节点/VM IP地址更改，则需要处理

由于这些原因，不建议在生产中使用此方法直接公开您的服务。如果您运行的服务不一定总是可用，或者您对成本非常敏感，则此方法将对您有用。NodePort服务一个很好的例子是演示应用程序或临时应用程序。

LoadBalancer

LoadBalancer服务是将服务公开到Internet的标准方法。在华为云CCE上，这将启动网络负载均衡器，该网络负载均衡器姜维您提供一个IP地址，该地址会将所有流量转到您的服务。

什么时候用Loadbalancer？

如果要直接公开服务，这是默认方法。您指定的端口上的所有流量都将转发到服务。没有过滤，没有路由等。这意味着您可以向它发送几乎任何类型的流量，例如HTTP，TCP，UDP，Websockets，gRPC或其他任何内容。

最大的缺点是，使用LoadBalancer公开的每个服务都将获得其自己的IP地址，并且您必须为每个公开的服务支付LoadBalancer的费用，这可能会变得昂贵！

Ingress

与上述所有示例不同，Ingress实际上不是一种服务。相反，它位于多种服务的前面，并充当“智能路由器”或集群的入口点。

您可以使用Ingress进行许多不同的操作，并且有许多类型的Ingress控制器具有不同的功能。

默认的CCE Ingress控制器将为您启动HTTP(S)负载均衡器，这将使您可以同时进行局域路径和基于子域的到后端服务的路由。例如，您可以将foo.yourdomain.com上的所有内容发送到foo服务，并将yourdomain.com/bar/路径下的所有内容发送到bar服务。

具有L7 HTTP负载均衡器的CCE上Ingress对象的YAML可能看起来像这样：

kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
spec:
  backend:
    serviceName: other
    servicePort: 8080
  rules:
  - host: foo.mydomain.com
    http:
      paths:
      - backend:
        serviceName:foo
        servicePort: 8080
  - host: mydomain.com
    http:
      paths:
      - path: /bar/*
        backend:
          serviceName: bar
          servicePort: 8080

什么时候用Ingress？

Ingress可能是公开服务的最强大方法，但也可能是最复杂的。华为云端负载均衡器，Nginx，Contour，Istio等，有很多类型的Ingress控制器。还有一些用于Ingress控制器的插件，例如cert-manager，可以为您的服务自动设置SSL证书。

如果要在同一IP地址下公开多个服务，并且这些服务都使用相同的L7协议（通常为HTTP），则Ingress最有用。