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Service 概念

K8S 的 service 定义了一种抽象:一个 Pod 的逻辑分组,一种可以访问它们的策略 – 通常称为微服务。

这一组 Pod 能够被 Service 访问到,通常是通过 Label Selector

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Service 能够提供负载均衡的能力,但是在使用上有限制:
     只提供 4 层负载均衡能力,而没有 7 层功能,但有时我们需要更多的匹配规则来转发请求,这点上 4 层负载均衡是不支持的

service 的类型

  • ClusterIP:默认类型,自动分配一个仅 Cluster 内部可以访问的虚拟 IP
  • NodePort:在 ClusterIP 基础上为 Service 在每台机器上绑定一个端口,这样就可以通过 <NodeIP>:NodePort 来访问该

服务

  • LoadBalancer:在 NodePort 的基础上,借助 cloud provider 创建一个外部负载均衡器,并将请求转发到 <NodeIP>:NodePort
  • ExternalName:把集群外部的服务引入到集群内部来,在集群内部直接使用。没有任何类型代理被创建
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代理模式分类

1、userspace 代理模式

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2、iptables 代理模式

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3、ipvs 代理模式

这种模式,kube-proxy 会监视 K8S 的 Service 对象和 Endpoints, 调用 netlink 接口以相应地创建 IPVS 规则并定期与 K8S

service 对象同步 IPVS 规则,以确保 ipvs 状态与期望一致。访问服务时,流量将被重定向到其中一个后端 Pod

与 iptables 类似,ipvs 于 netfilter 的 hook 功能,但使用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作。

这意味着 ipvs 可以更快地重定向流量,并且在同步代理规则时具有更好的性能。此外,ipvs 为负载均衡算法提供了更多

选项,例:

  • Rr:轮询
  • Lc:最小连接数
  • Dh:目标哈希
  • Sh:源哈希
  • Sed:最短期望延迟
  • nq:不排队调度
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实验:

[root@k8s-master01 service]# cat server.yaml
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deploy
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
      release: stable
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        release: stable
        env: test
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: wangyanglinux/myapp:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
[root@k8s-master01 service]# cat service.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: http
    targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
    release: stable
  type: ClusterIP

Headless Service:

有时不需要或不想要负载均衡,以及单独的 ClusterIP, 可以通过指定 ClusterIP(spec.clusterip) 的值为 ”None” 来创建 Headless Service。

这类 Service 并不会分配 Cluster IP,Kube-proxy 不会处理他们,而且平台也不会它们进行负载均衡和路由

[root@k8s-master01 service]# cat headless-svc.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-headless
spec:
  selector:
    app: myapp
  clusterIP: "None"
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
kubectl get pod -n kube-system -o wide
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dig -t A myapp-headless.default.svc.cluster.local. @10.244.0.9

解析出来分配的 IP 依然是 Pod 的

kubectl get pod -o wide

NodePort

在 node 上开一个端口,将向该端口的流量导入到 kube-proxy,然后有 kube-proxy 进一步到给对应的 pod

[root@k8s-master01 service]# cat nodeport-svc.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: myapp
    release: stable
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80

LoadBalancer

LoadBalancer 和 nodeport 其实是同一种方式。区别在于 LoadBalancer 比 nodeport 多了一步,就是可以调用 cloud provider 去创建 LB 来向节点导流。

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ExternalName

这种类型的 Service 通过返回 CNAME 和它的值,可以将服务映射到 ExternalName 字段的内容(例:test.k8s.com)。ExternalName

Service 是 Service 的特例,它没有 selector,也没有定义任何的端口和 Endpoint。相反的对于运行在集群外部的服务,它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service-1
spec:
  type: ExternalName
  externalName: k8s.test.com

当查询主机 my-service.default.svc.cluster.local(SVC_NAME.NAMESPACE.svc.cluster.local) 时,集群的 DNS 服务将返回一个值 my.database.example.com 的 CNAME 记录。访问这个服务的工作方式和其他的相同,唯一不同的是重定向发生在 DNS 层,

而且不会进行代理或转发

Ingress 相关

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ingress-controller 的安装

国内安装 ingress-controller 拉去不了镜像

方法 1:有国外服务器,在国外服务器上下载,下载好后将镜像导出来,打入 node 节点里面

方法 2:在 dockerhub 上搜索看看是否有别人同步的镜像,在服务器上 pull 下来后重新打 tag

$docker pull liangjw/kube-webhook-certgen:v1.0
$docker pull willdockerhub/ingress-nginx-controller:v1.0.0

$docker tag willdockerhub/ingress-nginx-controller:v1.0.0 k8s.gcr.io/ingress-nginx/controller:v1.0.0
$docker tag liangjw/kube-webhook-certgen:v1.0 k8s.gcr.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.0
需要注意的是:1.node 节点需要这镜像, 所以可以通过镜像导入来实现
     下载节点执行命令
$docker save ef43679c2cae -o /root/ingress-nginx-controller_v1.tar
$docker save 17e55ec30f20 -o /root/ingress-nginx-kube-webhook-certgen_v1.tar
      node 节点执行命令
$docker tag ef43679c2cae k8s.gcr.io/ingress-nginx/controller:v1.0.0
$docker tag 17e55ec30f20 k8s.gcr.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.0

完成后运行命令:

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n ingress-nginx
NAME                                        READY   STATUS      RESTARTS   AGE
ingress-nginx-admission-create-f9bqh        0/1     Completed   0          22m
ingress-nginx-admission-patch-nrxft         0/1     Completed   0          22m
ingress-nginx-controller-7fc4b4c548-mqgzz   1/1     Running     0          22m

实验:

http 访问

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配置:

deployment1.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: deployment1

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      name: nginx1

  template:

    metadata:

      labels:

        name: nginx1

    spec:

      containers:

        – name: nginx1

          image: wangyanglinux/myapp:v1

          imagePullPolicy: IfNotPresent

          ports:

            – containerPort: 80

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: nginx-svc1

spec:

  ports:

    – port: 80

      targetPort: 80

      protocol: TCP

  selector:

    name: nginx1

deployment2.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: deployment2

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      name: nginx2

  template:

    metadata:

      labels:

        name: nginx2

    spec:

      containers:

        – name: nginx2

          image: wangyanglinux/myapp:v2

          imagePullPolicy: IfNotPresent

          ports:

            – containerPort: 80

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: nginx-svc2

spec:

  ports:

    – port: 80

      targetPort: 80

      protocol: TCP

  selector:

    name: nginx2

上面为 DM 和 SVC 的配置

下面为 ingress 的配置:

[root@k8s-master01 ingress]# cat ingressrule.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress1

spec:

  rules:

    – host: www1.k8s-test.com

      http:

        paths:

        – path: /

          backend:

            serviceName: nginx-svc1

            servicePort: 80

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress2

spec:

  rules:

    – host: www2.k8s-test.com

      http:

        paths:

        – path: /

          backend:

            serviceName: nginx-svc2

            servicePort: 80

实现 nginx(ingress)根据不同资源走不同 SVC 访问

HTTPS 访问

1、创建证书,以及 cert 存储方式

openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj “/cn=nginxsvc/O=nginxsvc”

kubectl create secret tls tls-secret –key tls.key –cert tls.crt

2、Deployment、Service、Ingree yaml 文件

[root@k8s-master01 https]# cat deployment1.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: deployment3

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      name: nginx3

  template:

    metadata:

      labels:

        name: nginx3

    spec:

      containers:

        – name: nginx3

          image: wangyanglinux/myapp:v3

          imagePullPolicy: IfNotPresent

          ports:

            – containerPort: 80

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: nginx-svc3

spec:

  ports:

    – port: 80

      targetPort: 80

      protocol: TCP

  selector:

    name: nginx3

[root@k8s-master01 https]# cat https.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

  name: https

spec:

  tls:

    – hosts:

      – www3.k8s-test.com

      secretName: tls-secret

  rules:

    – host: www3.k8s-test.com

      http:

        paths:

        – path: /

          backend:

            serviceName: nginx-svc3

            servicePort: 80        

创建好后,使用 kubectl get svc -n ingresss-nginx 命令获取 443 对应的端口

443:30961/TCP

nginx 进行 BasicAuth

yum install -y httpd

htpasswd -c auth foo

kubectl create secret generic basic-auth –from-file=auth

[root@k8s-master01 basic-auth]# cat ingress-auth.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress-with-auth

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: ‘Authentication Required – foo’

spec:

  rules:

  – host: auth.k8s-test.com

    http:

      paths:

      – path: /

        backend:

          serviceName: nginx-svc1

          servicePort: 80

Nginx 进行重写

Name Description Values
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target         必须将流量重定向到的目标 URI string
nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect         指示位置部分是否仅可访问 SSL(Ingress 包含证书时默认为 True) bool
nginx.ingress.kubernetes.io/force-ssl-redirect         即使未启用 TLS,也强制将重定向到 HTTPS         bool
nginx.ingress.kubernetes.io/app-root         定义如果在“/”上下文中,控制器必须重定向的应用程序根          string
nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex         指示在 Ingress 上定义的路径是否使用正则表达式          bool

实验目的:

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配置:

[root@k8s-master01 redirect]# cat redirect.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

  name: nginx-test

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: https://www3.k8s-test.com:30961

spec:

  rules:

  – host: redirect.k8s-test.com

    http:

      paths:

      – path: /

        backend:

          serviceName: nginx-svc1

          servicePort: 80

正文完
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