Service
概述
在kubernetes中，pod 是应用程序的载体，我们可以通过 pod 的 ip 来访问应用程序，但是 pod 的 ip 地址不是固定的，这也就意味着不方便直接采用 pod 的 ip 对服务进行访问。
为了解决这个问题，kubernetes提供了 Service 资源，Service 会对提供同一个服务的多个 pod 进行聚合，并且提供一个统一的入口地址。通过访问Service的入口地址就能访问到后面的pod服务。
Service 在很多情况下只是一个概念，真正起作用的其实是 kube-proxy 服务进程，每个Node节点上都运行着一个 kube-proxy 服务进程。当创建 Service 的时候会通过 api-server 向 etcd 写入创建的 Service 的信息，而 kube-proxy 会基于监听的机制发现这种 Service 的变动，然后它会将最新的 Service 信息转换成对应的访问规则。
工作模式
kube-proxy 目前支持三种工作模式
userspace模式
userspace 模式下，kube-proxy会为每一个Service创建一个监听端口，发向 Cluster IP 的请求被 Iptables 规则重定向到 kube-proxy 监听的端口上，kube-proxy 根据LB算法选择一个提供服务的Pod并和其建立链接，以将请求转发到Pod上。
该模式下，kube-proxy 充当了一个四层负责均衡器的角色。由于 kube-proxy 运行在 userspace 中，在进行转发处理时会增加内核和用户空间之间的数据拷贝，虽然比较稳定，但是效率比较低。
iptables模式
iptables 模式下，kube-proxy 为service后端的每个Pod创建对应的 iptables 规则，直接将发向 Cluster IP 的请求重定向到一个 Pod IP。
该模式下 kube-proxy 不承担四层负责均衡器的角色，只负责创建 iptables 规则。该模式的优点是较 userspace 模式效率更高，但不能提供灵活的LB策略，当后端Pod不可用时也无法进行重试。
ipvs模式
ipvs 模式和 iptables 类似，kube-proxy 监控Pod的变化并创建相应的 ipvs 规则。ipvs 相对 iptables 转发效率更高。除此以外，ipvs 支持更多的LB算法。
资源清单
Service 的资源清单
kind: Service # 资源类型
apiVersion: v1 # 资源版本
metadata: # 元数据
name: service # 资源名称
namespace: default # 命名空间
spec: # 描述
selector: # 标签选择器，用于确定当前service代理哪些pod
app: nginx
type: # Service类型，指定service的访问方式
clusterIP: # 虚拟服务的ip地址
sessionAffinity: # session亲和性，支持ClientIP、None两个选项
ports: # 端口信息
- protocol: TCP
port: 3017 # service端口
targetPort: 5003 # pod端口
nodePort: 31122 # 主机端口参数解释
ClusterIP：默认值，它是Kubernetes系统自动分配的虚拟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，通过此方法，就可以在集群外部访问服务LoadBalancer：使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发，注意此模式需要外部云环境支持ExternalName： 把集群外部的服务引入集群内部，直接使用
Service使用
创建 deployment.yaml 文件
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: pc-deployment
namespace: default
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx-pod
template:
metadata:
labels:
app: nginx-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.22
ports:
- containerPort: 80在使用service之前，首先利用Deployment创建出3个pod，注意要为pod设置
app=nginx-pod的标签
测试运行
# 创建Service
kubectl create -f deployment.yaml
# 查看pod详情
kubectl get pods -o wide --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
pc-deployment-7b84c5ff45-cnqlk 1/1 Running 0 13s 10.244.2.61 node1 <none> <none> app=nginx-pod,pod-template-hash=7b84c5ff45
pc-deployment-7b84c5ff45-pqtfx 1/1 Running 0 13s 10.244.1.65 node2 <none> <none> app=nginx-pod,pod-template-hash=7b84c5ff45
pc-deployment-7b84c5ff45-xsn7q 1/1 Running 0 13s 10.244.2.62 node1 <none> <none> app=nginx-pod,pod-template-hash=7b84c5ff45
# 为了方便后面的测试，修改下三台nginx的index.html页面（三台修改的IP地址不一致）
kubectl exec -it pc-deployment-7b84c5ff45-cnqlk -- bash
echo "10.244.2.61" > /usr/share/nginx/html/index.html
#修改完毕之后，访问测试
# bash
curl 10.244.2.61
# resp
10.244.2.61
# bash
curl 10.244.1.65
# resp
10.244.1.65
# bash
curl 10.244.2.62
# resp
10.244.2.62ClusterIP
创建 service-clusterip.yaml 文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-clusterip
namespace: default
spec:
selector:
app: nginx-pod
clusterIP: 10.96.10.10 # service的ip地址，如果不写，默认会生成一个
type: ClusterIP
ports:
- port: 80 # Service端口
targetPort: 80 # pod端口测试运行
# 创建service
kubectl create -f service-clusterip.yaml
# 查看service
kubectl get svc -o wide
# resp
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4d7h <none>
service-clusterip ClusterIP 10.96.10.10 <none> 80/TCP 5s app=nginx-pod
# 查看service的详细信息
# 在这里有一个Endpoints列表，里面就是当前service可以负载到的服务入口
kubectl describe svc service-clusterip
# resp
Name: service-clusterip
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx-pod
Type: ClusterIP
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: 10.96.10.10
IPs: 10.96.10.10
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: <none>
Session Affinity: None
Events: <none>
# 访问10.97.97.97:80观察效果
curl 10.96.10.10
# reps
10.244.2.61
10.244.1.65
10.244.1.65
10.244.2.62Endpoint
Endpoint 是kubernetes中的一个资源对象，存储在 etcd 中，用来记录一个 service 对应的所有 pod 的访问地址，它是根据 service 配置文件中 selector 描述产生的。
一个 Service 由一组 Pod 组成，这些 Pod 通过 Endpoints 暴露出来，Endpoints 是实现实际服务的端点集合。换句话说，service 和 pod 之间的联系是通过 endpoints 实现的。
负载分发策略
对Service的访问被分发到了后端的Pod上去，目前kubernetes提供了两种负载分发策略：
- 如果不定义，默认使用
kube-proxy的策略，比如随机、轮询 - 基于客户端地址的会话保持模式，即来自同一个客户端发起的所有请求都会转发到固定的一个Pod上
此模式可以使在
spec中添加sessionAffinity:ClientIP选项
# 默认策略，随机/轮询
while true;do curl 10.96.10.10:80; sleep 2; done;
# resp
10.244.2.61
10.244.1.65
10.244.1.65
10.244.2.62
10.244.1.65
10.244.2.62
# 修改分发策略----sessionAffinity:ClientIP
# 访问测试
while true;do curl 10.96.10.10:80; sleep 2; done;
# resp
10.244.2.61
10.244.2.61
10.244.2.61
10.244.2.61
10.244.2.61
10.244.2.61HeadLiness
在某些场景中，开发人员可能不想使用Service提供的负载均衡功能，而希望自己来控制负载均衡策略，针对这种情况，kubernetes提供了 HeadLiness Service，这类Service不会分配 Cluster IP，如果想要访问service，只能通过service的域名进行查询。
创建 service-headliness.yaml 文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-headliness
namespace: default
spec:
selector:
app: nginx-pod
clusterIP: None # 将clusterIP设置为None，即可创建headliness Service
type: ClusterIP
ports:
- port: 80
targetPort: 80测试运行
# 创建service
kubectl create -f service-headliness.yaml
# 获取service， 发现CLUSTER-IP未分配
kubectl get svc service-headliness -o wide
# resp
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service-headliness ClusterIP None <none> 80/TCP 1s app=nginx-po
# 查看service详情
kubectl describe svc service-headliness
# resp
Name: service-headliness
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx-pod
Type: ClusterIP
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: None
IPs: None
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 10.244.1.66:80,10.244.2.63:80,10.244.2.64:80
Session Affinity: None
Events: <none>
# 查看域名的解析情况
kubectl exec -it pc-deployment-7b84c5ff45-45tlk -- bash
# resp
/# cat /etc/resolv.conf
# resp
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
nameserver 10.96.0.10
options ndots:5
# 查看域名对应的ip
dig @10.96.0.10 service-headliness.default.svc.cluster.local
# resp
service-headliness.default.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.1.66
service-headliness.default.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.2.64
service-headliness.default.svc.cluster.local. 30 IN A 10.244.2.63NodePort
在之前的样例中，创建的Service的 ip地址只有集群内部才可以访问，如果希望将Service暴露给集群外部使用，那么就要使用到另外一种类型的Service，称为 NodePort 类型。NodePort 的工作原理其实就是将service的端口映射到Node的一个端口上，然后就可以通过 NodeIp:NodePort 来访问service了。
创建 service-nodeport.yaml 文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-nodeport
namespace: default
spec:
selector:
app: nginx-pod
type: NodePort # service类型
ports:
- port: 80
nodePort: 30002 # 指定绑定的node的端口(默认的取值范围是：30000-32767), 如果不指定，会默认分配
targetPort: 80测试运行
# 创建service
kubectl create -f service-nodeport.yaml
# 查看service
kubectl get svc -o wide
# resp
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service-nodeport NodePort 10.104.86.229 <none> 80:30002/TCP 7s app=nginx-pod
# 接下来可以通过电脑主机的浏览器去访问集群中任意一个nodeip的30002端口，即可访问到podLoadBalancer
LoadBalancer 和 NodePort 很相似，目的都是向外部暴露一个端口，区别在于 LoadBalancer 会在集群的外部再来做一个负载均衡设备，而这个设备需要外部环境支持的，外部服务发送到这个设备上的请求，会被设备负载之后转发到集群中。
ExternalName
ExternalName 类型的Service用于引入集群外部的服务，它通过 externalName 属性指定外部一个服务的地址，然后在集群内部访问此service就可以访问到外部的服务了。
创建 service-externalname.yaml 文件
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: service-externalname
namespace: default
spec:
type: ExternalName # service类型
externalName: www.baidu.com #改成ip地址也可以测试运行
# 创建service
kubectl create -f service-externalname.yaml
# 查看svc
kubectl get svc
# resp
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service-externalname ExternalName <none> www.baidu.com <none> 4s
# 域名解析
dig @10.96.0.10 service-externalname.default.svc.cluster.local
# resp
service-externalname.default.svc.cluster.local. 30 IN CNAME www.baidu.com.
www.baidu.com. 30 IN CNAME www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com. 30 IN A 180.101.50.188
www.a.shifen.com. 30 IN A 180.101.50.242