11-k8s-service网络

文章目录

一、网络相关资源介绍

  1. Servcie介绍

    Service是对一组提供相同功能的Pods的抽象,并为它们提供一个统一的入口。借助Service,应用可以方便的实现服务发现与负载均衡,并实现应用的零宕机升级。Service通过标签来选取服务后端,一般配合Replication Controller或者Deployment来保证后端容器的正常运行。这些匹配标签的Pod IP和端口列表组成endpoints,由kubeproxy负责将服务IP负载均衡到这些endpoints上。即service不会直接到pod,service是直接到endpoint资源,就是地址加端口,再由endpoint再关联到pod。

  2. Endpoint介绍

    Endpoint主要记录了每个pod的IP地址信息,当Pod的IP发生变化时,endpoints会进行更新。当我们创建Service的时候,会自动生成一个Endpoint。

  3. Service的四种类型

    • ClusterIP:默认类型,自动分配一个仅cluster内部可以访问的虚拟IP

    • NodePort:通过每个 Node 上的 IP 和静态端口(NodePort)暴露服务,以便外部可以通过端口访问到该服务。

      如果不指定会随机指定端口,端口范围:30000~32767,端口范围配置在/usr/lib/systemd/system/kube-apiserver.service文件中

    • 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。

    • ExternalName:将服务通过DNS CNAME记录方式转发到指定的域名(通过 spec.externlName 设定) 。需要kube-dns版本在1.7以上。

  4. kube-proxy

    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

    kube-proxy目前支持三种工作模式:

    • userspace :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: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(推荐):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。

二、开启ipvs

ps:master节点操作

  1. 查看未开启状态:ipvsadm -Ln

  2. 在Master节点修改,将mode: " "修改为mode: "ipvs":kubectl edit -n kube-system cm kube-proxy

  3. 查看kube-system命名空间下的kube-proxy:kubectl get pod -n kube-system

  4. 删除:kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy |awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'

  5. 删除后,k8s会自动再次生成,新生成的kube-proxy会采用刚刚配置的ipvs模式,再次查看:kubectl get pod -n kube-system

  6. 查看启动方式

    java 复制代码
    kubectl get pod -n kube-system | grep kube-proxy
    kubectl logs -n kube-system kube-proxy-4c5xj
  1. 再次查看:ipvsadm -Ln

三、nginx网络示例

ps:master节点操作

  1. 部署:kubectl create deployment nginx --image=nginx

  2. 查看状态:watch -n 3 kubectl get pods -A

  3. 本机访问

    1)查看默认生成的ClusterIP:kubectl get pod -o wide

    2)访问:curl 192.169.189.110

    3)查看路由:route -n

    4)查看192.168.248.12服务器的路由

    5)每个节点都会记录相应的CIN生成的IP,并且也会记录对应的源IP作为互联网关口。如上所见,我们在worker2(192.168.248.12)部署了pod,当我们访问189.*的时候,会跳转到worker2(192.168.248.12)网关。所以当我们访问 192.169.189.110时,实际上访问的是192.168.248.12上的nginx。

  4. 创建供外部访问的ip和端口(NodePort):kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

    ps:在最新的 Kubernetes 版本中,kubectl expose 不再支持 --node-port 参数来指定 NodePort 端口。如果需要指定端口,则需要编写yaml文件生成。

  5. 查看端口:kubectl get pods,svc

  6. 访问nginx页面:http://192.168.248.11:30579

四、pod之间的访问示例

  1. pod之间的网络访问推荐通过service name进行访问

  2. 创建busybox的pod并且进入: kubectl run -it --image busybox:1.28.4 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh

    ps:busybox是一个聚成了一百多个最常用linux命令和工具的软件工具箱,它在单一的可执行文件中提供了精简的Unix工具集,便于测试。

  3. 访问nginx:wget http://nginx

  4. 跨空间访问其他的service(加上".空间名"): wget http://nginx.default

五、service反向代理示例

  1. 反向代理外部ip:创建service并且自定义endpoints

    1)编写service.yaml:vi /opt/edsvc.yaml

    ps:不指定空间的默认default空间

    java 复制代码
    apiVersion: v1
    kind: Service 
    metadata:
      name: nginx-svc-external 
      labels:
        app: nginx
    spec:
      ports: 
      - port: 80 
        targetPort: 80
        name: web 
      type: ClusterIP  

    解释

    java 复制代码
    apiVersion: v1
    kind: Service #资源类型为Service
    metadata:
      name: nginx-svc-external # Service 名字
      labels:
        app: nginx # Service 自己本身的标签
    spec:
      ports: #端口映射
      - port: 80 #service自己的端口,在使用内网ip访间时使用
        targetPort: 80 #目标pod的端口
        name: nginx-web #为端口起个名字
      type: ClusterIP  #主随机启动一个瑞口(3080-32767》,映射到ports 中的踏口,该端口是直接掷定在node 上的,且集群中的每一个node都会绑定这个端口
                      #也可以用于将服务暴露给外部访问,但是这种方式实际生产环境不推荐,效率较低,而且 Service 是四层负载

    2)编写endpoints.yaml:vi /opt/endpoints.yaml

    java 复制代码
    apiVersion: v1
    kind: Endpoints
    metadata:
      labels:
        app: nginx 
      name: nginx-svc-external 
      namespace: default 
    subsets:
    - addresses:
      - ip: 120.78.159.117 
      ports:  
      - name: nginx-web
        port: 80
        protocol: TCP

    解释

    java 复制代码
    apiVersion: v1
    kind: Endpoints
    metadata:
      labels:
        app: nginx # 与service一致
      name: nginx-svc-external #与service一致
      namespace: default #与service一致
    subsets:
    - addresses:
      - ip: 120.78.159.117 #目标ip 地址
      ports: #与service一致
      - name: web
        port: 80
        protocol: TCP

    3)创建资源

    java 复制代码
    kubectl apply -f  /opt/edsvc.yaml
    kubectl apply -f  /opt/endpoints.yaml

    4)查看代理地址:kubectl get ep

    4)测试访问:kubectl run -it --image busybox:1.28.4 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh --> wget http://nginx-svc-external

    ps:可以看到,路径转发到外网ip去了

  2. 反向代理外部域名

    1)创建资源:vi /opt/baidusvc.yaml

    java 复制代码
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      labels:
        app: wolfcode-external-domain
      name: wolfcode-external-domain
    spec:
      type: ExternalName 
      externalName: www.wolfcode.cn

    2)创建资源:kubectl apply -f /opt/baidusvc.yaml

    3)查看svc:kubectl get svc

    4)测试访问:kubectl run -it --image busybox:1.28.4 dns-test --restart=Never --rm /bin/sh --> wget wolfcode-external-domain

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