service代理pod

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CKS学习笔记Service部分：

service代理pod

软件版本
docker最新版
kubernetes1.23.1
calico3.25
节点IP系统功能CPU内存硬盘
node110.80.10.1centos7.9k8s-master4核心8GB20GB
node210.80.10.2centos7.9k8s-node4核心8GB20GB

为什么要有service：

在kubernetes中，pod是有生命周期的，如果pod重启它的ip很有可能会发生变化。如果我们的服务都是将pod的ip地址写死，pod挂掉或者重启，和刚才重启的pod相关联的其他服务将会找不到它所关联的pod，为了解决这个问题，在kubernetes中定义了service资源对象，service定义了一个服务访问的入口，客户端通过这个入口即可访问服务背后的应用集群实例，service是一组pod的逻辑集合，这一组pod能够被service访问到，通常是通过label selector实现的。

service概述：

service是一个固定接入层，客户端可以通过访问service的ip和端口访问到service关联的后端pod，这个service工作依赖于在kubernetes集群之上部署的一个附件，就是kubernetes的dns服务（不同kubernetes版本的dns默认使用的也是不一样的，1.11之前的版本使用的是kubedns，较新的版本使用的是coredns），service的名称解析是依赖于dns附件的，因此在部署完k8s之后需要再部署dns附件，kubernetes要想给客户端提供网络功能，需要依赖第三方的网络插件（flannel，calico等）。每个k8s节点上都有一个组件叫做kube-proxy，kube-proxy这个组件将始终监视着apiserver中有关service资源的变动信息，需要跟master之上的apiserver交互，随时连接到apiserver上获取任何一个与service资源相关的资源变动状态，这种是通过kubernetes中固有的一种请求方法watch（监视）来实现的，一旦有service资源的内容发生变动（如创建，删除），kube-proxy都会将它转化成当前节点之上的能够实现service资源调度，把我们请求调度到后端特定的pod资源之上的规则，这个规则可能是iptables，也可能是ipvs，取决于service的实现方式。

service工作原理：

k8s在创建service时，会根据标签选择器selector（lable selector）来查找pod，据此创建与service同名的endpoint对象，当pod地址发生变化时，endpoint也会随之发生变化，service接收前端client请求的时候，就会通过endpoint，找到转发到哪个pod进行访问的地址。（至于转发到哪个节点的pod，由负载均衡kube-proxy决定）。

kubernetes集群中有三类ip地址：

  • node network：节点网络。

  • pod network：pod网络。

  • cluster network：集群地址。

node1

查看service字段：

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# kubectl explain service

service的四种类型：

  • externalname：适用于k8s集群内部容器访问外部资源，它没有selector，也没有定义任何的端口和endpoint。

  • clusterip：通过k8s集群内部IP暴露服务，选择该值，服务只能够在集群内部访问，这也是默认的service type。

  • nodeport:通过每个node节点上的ip和静态端口暴露k8s集群内部的服务。通过请求<nodeip>:<nodeport>可以把请求代理到内部的pod。client—>nodeip:nodeport—>service ip:serviceport—>podip:containerport。

  • loadbalancer：使用云提供商的负载均衡器，可以向外部暴露服务。外部的负载均衡器可以路由到nodeport服务和clusterip服务。

创建clusterip的deployment：

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# mkdir /root/service && cd /root/service
# vim pod_test.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      run: my-nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        run: my-nginx
    spec:
      containers:
      - name: my-nginx
        image: nginx:1.19.10
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
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# kubectl apply -f pod_test.yaml
# kubectl get pods -l run=my-nginx -o wide
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
my-nginx-5fff879697-2rmvj   1/1     Running   0          45s   10.244.36.96   k8s-node1   <none>           <none>
my-nginx-5fff879697-r6b22   1/1     Running   0          45s   10.244.36.97   k8s-node1   <none>           <none>

访问测试：

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# curl 10.244.36.96
# curl 10.244.36.97

创建service，type类型是clusterip：

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# vim service_test.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx
  labels:
    run: my-nginx
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: my-nginx
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# kubectl apply -f service_test.yaml
# kubectl get svc -l run=my-nginx
NAME       TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
my-nginx   ClusterIP   10.98.84.78   <none>        80/TCP    48s

访问测试：

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# curl 10.98.84.78

查看service详细信息：

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# kubectl describe svc my-nginx
Name:              my-nginx
Namespace:         default
Labels:            run=my-nginx
Annotations:       <none>
Selector:          run=my-nginx
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                10.98.84.78
IPs:               10.98.84.78
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.36.96:80,10.244.36.97:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>
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# kubectl get ep my-nginx
NAME       ENDPOINTS                         AGE
my-nginx   10.244.36.96:80,10.244.36.97:80   115s

创建nodeport的deployment：

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# vim pod_nodeport.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx-nodeport
spec:
  selector:
    matchLabels:
      run: my-nginx-nodeport
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        run: my-nginx-nodeport
    spec:
      containers:
      - name: my-nginx-nodeport-container
        image: nginx:1.19.10
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
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# kubectl apply -f pod_nodeport.yaml
# kubectl get pods -l run=my-nginx-nodeport
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
my-nginx-nodeport-644bd8789-qdjnk   1/1     Running   0          11s
my-nginx-nodeport-644bd8789-wglc9   1/1     Running   0          11s

创建service，type类型是nodeport：

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# vim service_nodeport.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx-nodeport
  labels:
    run: my-nginx-nodeport
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
    nodePort: 30380
  selector:
    run: my-nginx-nodeport
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# kubectl apply -f service_nodeport.yaml
# kubectl get svc -l run=my-nginx-nodeport
NAME                TYPE       CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
my-nginx-nodeport   NodePort   10.103.132.197   <none>        80:30380/TCP   13s

浏览器访问：http://10.80.10.1:30380/

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# kubectl get svc
NAME                TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes          ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        2d20h
my-nginx            ClusterIP   10.98.84.78      <none>        80/TCP         12m
my-nginx-nodeport   NodePort    10.103.132.197   <none>        80:30380/TCP   2m13s
# kubectl get ep
NAME                ENDPOINTS                         AGE
kubernetes          10.80.10.1:6443                   2d20h
my-nginx            10.244.36.96:80,10.244.36.97:80   12m
my-nginx-nodeport   10.244.36.98:80,10.244.36.99:80   2m18s

创建externalname的deployment：

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# vim client.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: client
spec: 
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: busybox
  template:
    metadata:
      labels:
        app: busybox
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox
        command: ["/bin/sh","-c","sleep 36000"]
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# kubectl apply -f client.yaml

创建service，type类型是externalname：

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# vim client_svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: client-svc
spec:
  type: ExternalName
  externalName: nginx-svc.nginx-ns.svc.cluster.local
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
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# kubectl apply -f client_svc.yaml
# kubectl describe svc client
Name:              client-svc
Namespace:         default
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          <none>
Type:              ExternalName
IP Families:       <none>
IP:                
IPs:               <none>
External Name:     nginx-svc.nginx-ns.svc.cluster.local
Port:              http  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         <none>
Session Affinity:  None
Events:            <none>

创建命名空间：

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# kubectl create ns nginx-ns

创建nginx的pod和svc：

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# vim server_nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: nginx-ns
spec: 
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.19.10
        imagePullPolicy: IfNotPresent
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# kubectl apply -f server_nginx.yaml
# kubectl get pods -n nginx-ns
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-596d77d94b-98zxk   1/1     Running   0          29s
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# vim nginx_svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
  namespace: nginx-ns
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
   - name: http
     protocol: TCP
     port: 80
     targetPort: 80
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# kubectl apply -f nginx_svc.yaml
# kubectl get svc -n nginx-ns
NAME        TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
nginx-svc   ClusterIP   10.109.186.244   <none>        80/TCP    15m

进入pod进行测试，结果一样：

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# kubectl get pod | grep client
client-5c75576967-gd6jl             1/1     Running   0          23m
# kubectl exec -it client-5c75576967-gd6jl -- /bin/sh
# wget -q -O - client-svc.default.svc.cluster.local
# wget -q -O - nginx-svc.nginx-ns.svc.cluster.local
# exit
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# for i in `ls /root/service`; do kubectl delete -f ${i}; done