Serveice¶
Service在kubernetes集群中是非常重要的，它将请求转发到后端具体Pod中，对外有负载均衡功能，提供一个统一的入口，以此来代理所有应用的Pod。
服务代理¶
创建Service时需要创建Service对象，代码如下
Service02.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
annotations:
k8s.kuboard.cn/workload: hu-nginx
labels:
k8s.kuboard.cn/layer: cloud
k8s.kuboard.cn/name: hu-nginx
name: hu-nginx
namespace: default
spec:
ports:
- name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
- name: https
port: 443
protocol: TCP
targetPort: 443
selector:
k8s.kuboard.cn/layer: cloud
k8s.kuboard.cn/name: hu-nginx
type: ClusterIP
[root@ci-base pod]# kubectl create -f service02.yaml
service/my-service created
[root@ci-base pod]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
hu-nginx ClusterIP 10.98.124.82 <none> 80/TCP,443/TCP 46s
my-service是刚创建的，默认类型是ClusterIP,也会被分配一个ClusterIP
使用kubectl get endpoints命令可以查看具体的Service后端的Pod的IP。命令如下：
[root@ci-base pod]# kubectl get ep
NAME ENDPOINTS AGE
hu-nginx <none> 14s
my-service并没有Pod的IP，这是因为在Service.yaml文件中并没有匹配到某个Deployment可以为它代理，它唯一的匹配就是标签选择器，所以，一般创建一个项目并部署到集群中，首先需要创建一个Deployment，再创建一个Service，他们之间通过标签进行关联。
So，我们来创建一个Deployment。
deploy-nginx.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
annotations:
k8s.kuboard.cn/workload: hu-nginx
labels:
k8s.kuboard.cn/layer: cloud
k8s.kuboard.cn/name: hu-nginx
name: hu-nginx
namespace: default
spec:
ports:
- name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
- name: https
port: 443
protocol: TCP
targetPort: 443
selector:
k8s.kuboard.cn/layer: cloud
k8s.kuboard.cn/name: hu-nginx
type: ClusterIP
[root@ci-base pod]# kubectl create -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/mynginx created
[root@ci-base pod]# kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
hu-nginx 2/2 2 2 16s
[root@ci-base pod]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
hu-nginx-6584bd694c-2n22w 1/1 Running 0 27s
hu-nginx-6584bd694c-pvfbb 1/1 Running 0 27s
再次查看kubectl get endpoints发现IP映射在了hu-nginx中，Service在前面就相当于一个负载均衡器的作用。
[root@ci-base pod]# kubectl get ep
NAME ENDPOINTS AGE
hu-nginx 10.244.228.65:443,10.244.23.106:443,10.244.228.65:80 + 1 more... 2m53s
注意：
任意节点都可以通过Cluster-IP访问后端负载均衡的Pod
服务发现¶
1.环境变量¶
当一个Pod运行到节点时，kubelet会为每个容器添加一组环境变量，Pod容器中的程序就可以使用这些环境变量发现Service。
busybox.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: busybox
namespace: default
spec:
containers:
- image: busybox
command:
- sleep
- "3600"
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: busybox
restartPolicy: Always
[root@ci-base pod]# kubectl create -f busybox.yaml
pod/busybox created
[root@ci-base pod]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
busybox 1/1 Running 0 2s
[root@ci-base pod]# kubectl exec -it busybox sh
/ # env
KUBERNETES_PORT=tcp://10.96.0.1:443
KUBERNETES_SERVICE_PORT=443
HOSTNAME=busybox
SHLVL=1
HOME=/root
HU_NGINX_PORT_80_TCP=tcp://10.102.125.25:80
HU_NGINX_PORT_443_TCP_ADDR=10.102.125.25
HU_NGINX_PORT_443_TCP_PORT=443
HU_NGINX_PORT_443_TCP_PROTO=tcp
HU_NGINX_SERVICE_PORT_HTTP=80
TERM=xterm
KUBERNETES_PORT_443_TCP_ADDR=10.96.0.1
HU_NGINX_SERVICE_PORT_HTTPS=443
HU_NGINX_PORT_443_TCP=tcp://10.102.125.25:443
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HU_NGINX_SERVICE_HOST=10.102.125.25
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PORT=443
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PROTO=tcp
HU_NGINX_SERVICE_PORT=80
HU_NGINX_PORT=tcp://10.102.125.25:80
KUBERNETES_PORT_443_TCP=tcp://10.96.0.1:443
KUBERNETES_SERVICE_PORT_HTTPS=443
KUBERNETES_SERVICE_HOST=10.96.0.1
PWD=/
HU_NGINX_PORT_80_TCP_ADDR=10.102.125.25
HU_NGINX_PORT_80_TCP_PORT=80
HU_NGINX_PORT_80_TCP_PROTO=tcp
/ # echo ${HU_NGINX_SERVICE_HOST}
10.102.125.25
/ # echo ${HU_NGINX_SERVICE_PORT}
80
[root@ci-base pod]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
hu-nginx ClusterIP 10.102.125.25 <none> 80/TCP,443/TCP 7m52s
注意：
Pod和Service的创建顺序是有要求的，Service必须在Pod创建之前创建，新创建的Pod会自动注入Service的环境变量。必须先声明Service为Pod做代理，再创建Pod，这样Pod就有了Service的环境变量
Pod只能获取同一Namespace中的Service的环境变量，如果Service和Pod跨命名空间，则无法获取环境变量。
2.KubeDNS¶
集群中运行了DNS服务，创建的每个Service都有DNS记录，所有的Pod可以通过DNS名称解析相应的Service IP，所以在实际生产环境中，一般都会采用DNS。
Kube-dns的工作原理如下图：
已经没有使用了，被CoreDns替换了，所以这里不进行拓展。
3.CoreDns¶
从Kubernetes 1.11版本开始，Kubernetes集群的DNS服务由CoreDNS 提供。CoreDNS是CNCF基金会的一个项目，是用Go语言实现的高性能、插件式、易扩展的DNS服务端。CoreDNS解决了KubeDNS的一些问题，例如dnsmasq的安全漏洞、externalName不能使用stubDomains设置，等等。
CoreDNS的总体架构：
部署官网：https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/cluster/addons/dns/coredns
为服务提供名称域名的访问。
DNS服务监视Kubernetes API，为每一个Service创建DNS记录用于域名解析。
ClusterIP A记录格式：
<service-name>.<namespace-name>.svc.cluster.local示例：my-svc.my-namespace.svc.cluster.local
1.查看已有解析service¶
[root@ci-base pod]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
hu-nginx ClusterIP 10.102.125.25 <none> 80/TCP,443/TCP 6h2m
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 59d
[root@ci-base pod]# kubectl get ep
NAME ENDPOINTS AGE
hu-nginx 10.244.14.61:443,10.244.228.115:443,10.244.14.61:80 + 1 more... 6h3m
kubernetes 192.168.1.72:8443,192.168.1.73:8443,192.168.1.74:8443 59d
2.测试dns是否正常¶
2.1 启用一个临时容器
kubectl run -it --image=busybox:1.28.4 --rm --restart=Never sh
2.2 进入容器并进行解析
[root@ci-base pod]# kubectl exec -it sh /bin/sh
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
/ # nslookup hu-nginx
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: hu-nginx
Address 1: 10.102.125.25 hu-nginx.default.svc.cluster.local
/ # nslookup kubernetes
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: kubernetes
Address 1: 10.96.0.1 kubernetes.default.svc.cluster.local
2.3 创建另一个容器测试
# 查看ns在kube-system中的svc信息
[root@ci-base pod]# kubectl get svc -n kube-system
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
calico-typha ClusterIP 10.99.96.27 <none> 5473/TCP 59d
kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP,9153/TCP 59d
kuboard NodePort 10.105.236.9 <none> 80:32567/TCP 34h
metrics-server ClusterIP 10.109.213.146 <none> 443/TCP 58d
# 创建一个ns在kube-system中的容器
[root@ci-base pod]# kubectl run -it --image=busybox:1.28.4 --rm --restart=Never sh -n kube-system
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
# 查看同一个ns中的svc，直接使用svc名称
/ # nslookup kuboard
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: kuboard
Address 1: 10.105.236.9 kuboard.kube-system.svc.cluster.local
# 查看同一个ns中的svc，直接使用svc名称
/ # nslookup metrics-server
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: metrics-server
Address 1: 10.109.213.146 metrics-server.kube-system.svc.cluster.local
/ # nslookup hu-nginx.default
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
# Service域名格式：$(service name).$(namespace).svc.cluster.local，其中 cluster.local 为指定的集群的域名
# 查看不同ns中的svc，使用svc.<namespace-name>.svc.cluster.local
/ # nslookup hu-nginx.default.svc.cluster.local
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: hu-nginx.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.102.125.25 hu-nginx.default.svc.cluster.local
# 注意事项
注：在api的service证书签发内留下dns的ip地址
# 报错：Failed to list *v1.Namespace: Get https://10.0.0.1:443/api/v1/namespaces?limit=500&resourceVersion=0: dial tcp 10.0.0.1:443: i/o timeout
解决方案：重启Node上的kube-proxy、重新创建coredns。
参考文献：
发布服务¶
发布服务的类型有：ClusterIP、NodePort和LoadBalancer
ClusterIP：分配的一个内部集群的IP地址，只能在集群内部访问 ，同Namespace类的Pod，默认是ServiceType。
NodePort：分配的一个内部集群的IP地址，每个节点启用一个端口来暴露服务，可以在集群外部访问，默认启动的端口是30000+、访问地址是：
<NodeIP>：<NodePort>。LoadBalancer：分配的一个内部集群的IP地址，每个节点上启用一个端口来暴露服务，除此之外，K8S会请求云平台上的负载均衡器，将每个节点（
<NodeIP>：<NodePort>）作为后端添加进去。
示例文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: mypod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.16.1
imagePullPolicy: Always
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
labels:
app: nginx
spec:
type: NodePort # 随机暴露Node上一个30000+端口
ports:
- port: 80
targetPort: 80
selector:
app: mypod
[root@ci-base pod]# kubectl get pod,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/cloud-nginx-6b68f94dc5-l549j 1/1 Running 0 14s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 58d
service/nginx NodePort 10.106.89.158 <none> 80:30279/TCP 5s
在node节点上可以访问CLUSTER-IP，如下
[root@k8s-w1 ~]# curl 10.106.89.158
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
在集群节点外，访问如下：
Node节点IP+30279
NodePort端口范围是可以自定义的，在apiserver中可以看到，默认是30000+，可以值得1000~65535端口的范围，只要在/opt/kubernetes/cfg/kube-apiserver文件中定义即可。
spec:
ports:
- name: h2tji5
port: 8089 #暴露端口
protocol: TCP
targetPort: 80 # 容器端口
如上所示，可以将容器中的80端口对应服务的8089端口。
查看具体Serveice后端Pod的IP
[root@ci-base pod]# kubectl get ep|grep nginx
nginx 10.244.228.106:80 37m
参考文献：