Kubernetes 实践之 service

service是k8s最核心的概念。通过创建service，可以为一组具有相同功能的容器应用提供一个统一的入口地址，并且将请求负载分发到后端的各个容器应用上去

service定义详解

ymal格式的service定义文件的完整内容如下

apiVersion: v1　　　　　　　　　　　　#必须
kind: Service　　　　　　　　　　　　  #必须
matadata:　　　　　　　　　　　　　　　#必须，元数据
  name: string　　　　　　　　　　　　 #必须，service的名称
  namespace: string　　　　　　　　　　#非必须，指定的namespace名称，与rc在同一个namespace即可
  labels:　　　　　　　　　　　　　　　　#非必须，service的标签
    - name: string
  annotations:　　　　　　　　　　　　　#非必须，service的注解属性信息
    - name: string
spec:　　　　　　　　　　　　　　　　　　#必须，详细描述
  selector: []　　　　　　　　　　　　  #必须，lable selector设置，选择具有执行lable标签的pod作为管理范文
  type: string　　　　　　　　　　　　　#必须，service的类型，指定service的访问方式，默认为cluster ip，用于k8s内部的pod访问， node上的kube-proxy通过设置iptables 转发
  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 nodePort，使用 宿主机的端口，是能够访问各node的外部客户通过node的ip地址和端口就能访问服务
                                     loadbalancer： 使用外接负载均衡完成服务到负载的分发，需要在spec.status.loadBalancer字段指定负载均衡器的ip，并同时定义nodePort和clusterIP
  clusterIP: string　　　　　　　　　　#非必须，虚拟服务器ip地址
  sessionAffinity: string　　　　　　 #非必须，是否支持session，可选值为cluster ip
  ports:　　　　　　　　　　　　　　　　　#端口　　　　　　　
  - name: string　　　　　　　　　　　　#端口名称　　
    protocol: string　　　　　　　　　　#协议类型
    port: int　　　　　　　　　　　　　　#服务监听的端口号，service clusterip的端口
    targetPort: int　　　　　　　　　　 #需要转发到后端pod的端口
    nodePort: int　　　　　　　　　　　　#container port 映射到宿主机的端口
  status:　　　　　　　　　　　　　　　　 #当type 为loadBalancer时，说这负载均衡的地址
    loadBalancer:
      ingress:　　　　　　　　　　　　　　#外部负载均衡
        ip: string　　　　　　　　　　 #负载均衡器的ip地址
        hostname: string　　　　　　　　#外部负载均衡的主机名

一、service的基本用法

创建一个包含两个tomcat副本rc，并为其创建一个service

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# cat webapp-rc.yaml 
apiVersion: v1
kind: ReplicationController 
metadata: 
    name: webapp
    labels:
        name: webapp
spec: 
    replicas: 2
    selector:
        name: webapp
    template: 
        metadata: 
            labels: 
                name: webapp
        spec: 
            containers: 
            - name: webapp
              image: tomcat
              imagePullPolicy: IfNotPresent
              ports:
              - containerPort: 8080

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl create -f webapp-rc.yaml  


#创建service并查看
[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl expose rc webapp　　　　#通过命令行快速创建，一般不采用
service "webapp" exposed

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl get svc
NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP    272d
webapp       10.254.185.154   <none>        8080/TCP   12s
[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl describe svc webapp
Name:            webapp
Namespace:        default
Labels:            name=webapp
Selector:        name=webapp
Type:            ClusterIP
IP:            10.254.185.154
Port:            <unset>    8080/TCP
Endpoints:        10.1.20.2:8080,10.1.34.2:8080
Session Affinity:    None
No events.

此时在两个node 上通过clusterip:8080 均可以访问 tomcat服务，service将请求分发到两台容器上，默认采用了RoundRobin（轮训rr）模式，
　　SessionAffinity ： 基于客户端ip地址进行会话保持的模式，即第一次访问哪个pod，以后的请求都访问这个pod


#通过yaml文件的方式创建自定义的service
[root@k8s_master tomcat-service-rc]# cat webapp-service.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
    name: webapp1
    labels:
        name: webapp
spec: 
    ports:
      - port: 8081
        targetPort: 8081
    selector:
        name: webapp

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl create -f webapp-service.yaml

#查看两个service
[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl describe svc webapp webapp1
Name:            webapp
Namespace:        default
Labels:            name=webapp
Selector:        name=webapp
Type:            ClusterIP
IP:            10.254.185.154
Port:            <unset>    8080/TCP
Endpoints:        10.1.20.2:8080,10.1.34.2:8080
Session Affinity:    None
No events.


Name:            webapp1
Namespace:        default
Labels:            name=webapp
Selector:        name=webapp
Type:            ClusterIP
IP:            10.254.179.138
Port:            <unset>    8081/TCP
Endpoints:        10.1.20.2:8080,10.1.34.2:8080
Session Affinity:    None
No events.

创建一个不带标签选择器的service，即无法选择后端pod，系统不会自动创建endpoint，因此需要手动创建一个和该service同名的endpoint，用于指向实际的后端访问地址，如下：

二、集群外部访问pod或者service

　　pod和service是集群内的虚拟概念，所有集群外的客户端系统无法通过pod的ip地址或者service的虚拟ip地址和端口访问到他们，为了让客户端能够访问到他们，需要将pod或者service的地址和端口映射到宿主机。

①、将容器应用的端口映射到物理机

容器级别映射

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: webapp
  labels:
    name: webapp
spec:
  containers:
  - name: webapp
    image: tomcat
    ports:
    - containerPort: 8080　　　　　　 #容器端口
      hostPort: 8081　　　　　　　　　　#宿主机端口（物理机）

　　pod级别的设置，hostNetwork=true,该pod中所有容器的端口号都被直接映射到物理机上，使用此设置的时候要注意，如果该容器的ports定义部分不指定hostPort（物理机端口），则默认hostPort等于containerPort，如果指定了hostPort，则hostPort必须等于containerPort的值

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: webapp
  labels:
    name: webapp
spec:
  hostNetwork: true
  containers:
  - name: webapp
    image: tomcat
    ports:
    - containerPort: 8080

此时会将tomcat容器运行的所有端口映射到创建pod的物理机上

②、将service的端口号映射到物理机

A、设置NodePort映射到物理机，同时设置service的类型为NodePort

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# cat webapp-rc.yaml 　　　　#创建一个rc
apiVersion: v1
kind: ReplicationController 
metadata: 
    name: webapp
    labels:
        name: webapp
spec: 
    replicas: 2
    selector:
        name: webapp
    template: 
        metadata: 
            labels: 
                name: webapp
        spec: 
            containers: 
            - name: webapp
              image: tomcat
              imagePullPolicy: IfNotPresent
              ports:
              - containerPort: 8080

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# cat webapp-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
    name: webapp
    labels:
        name: webapp
spec: 
    type: NodePort
    ports:
      - port: 8080　　　　　　　　　　#service虚拟端口
        targetPort: 8080　　　　　　#容器端口
        nodePort: 30001　　　　　　　　#各node节点开启的端口，端口范围 3000-32767
    selector:
        name: webapp

查看

[root@k8s_master tomcat-service-rc]# kubectl get svc -o wide
NAME         CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE       SELECTOR
kubernetes   10.254.0.1      <none>        443/TCP          273d      <none>
webapp       10.254.44.190   <nodes>       8080:30001/TCP   24s       name=webapp

B、设置LoadBalancer映射到公网云服务商（或nginx/lvs/harpoxy）提供的LoadBalancer地址,对该service的访问请求将会通过LoadBalancer转发到后端pod上，分发机制依赖于LoadBalancer的实现机制，仅供格式参考

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
    name: my-webapp
    labels:
        name: my-webapp
spec:
    ports:
      - protocol: TCP
        port: 8080
        targetPort: 8080
        nodePort: 30001
    clusterIP: 10.254.44.191
    LoadBalancerIP: 10.20.203.100
    type: LoadBalancer
    selector:
        name: webapp
status:
    LoadBalancer:
        ingress:
        - ip: 10.20.203.100

三、DNS服务搭建

　　为了实现通过服务的名字在集群内部进行服务的相互访问，需要创建虚拟DNS服务来完成服务名到clusterip的解析

k8s提供的虚拟dns服务名为skydns，由四个组件构成

（1） etcd： DNS存储
（2） kube2sky: 将k8s master中的service 注册到etcd
（3） skydns：提供skydns的解析服务
（4） healthz：提供对skydns服务的健康检查功能

工作原理解析

1、kube2sky容器应用通过调用k8s master的api获得集群中所有srvice的信息，并持续监控新service的生成，然后写入etcd中
2、根据kubelet启动参数设置（--cluster-dns）,kubectl会在每个新创建的pod中设置dns域名解析配置文件/etc/resolv.conf,在其中增加一条nameserver和一条search
3、最后应用程序就能够像访问网站域名一样，通过服务的名字就能访问到服务器了

具体搭建信息看 kubernetes DNS

四、Ingress： HTTP 7层路由

　　service的表现形式为IP.Port，工作在tcp/ip层，对于基于http的服务来说，不同的url地址要对应到不同的后端服务或者虚拟服务器上去，这些要求通过service机制无法实现，k8s 1.1以后增加的ingress 可以将不同的url访问请求转发到后端不同的service，实现http的业务路由机制，在k8s中需要ingress的定义和ingress controller的定义结合起来，才能形成完整的http负载分发能力

示例：暂时略过

Kubernetes 实践之 service

service定义详解

一、service的基本用法

二、集群外部访问pod或者service

三、DNS服务搭建

四、Ingress： HTTP 7层路由

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