K8s——Service详解（k8s service catalog）

1 Service 含义

K8s service可以理解为对一组Pod的抽象。类似于Nginx能够把请求转发的对应的服务上。

2 Service作用

2.1 pod使用时因某些问题重启，从而导致pod 的IP发生变化，会导致旧的IP不能用，影响用户对系统使用。service的出现很好的解决此问题，客户端通过service 访问pod，当podIP有变化也不会影响(service通过Label Selector跟pod绑定)。

2.2 对外暴露pod访问请求端口。

2.3 固定IP。

2.4 负载均衡。

3 Service 工作机制

3.1 userspace代理模型流程

userspace指Linux操作系统的用户空间(物理上为内存)。对于service会对外暴露端口号，用户空间中的kube-proxy会监控service端口上请求，并把请求转发到对应的pod上。

请求到达内核空间后经由套接字送往用户空间的kube-proxy，并调度至后端pod。请求会在内核和用户空间之间来回转发导致效率不高。(如下图)

3.2 iptables代理模型流程

kube-proxy负责跟踪API Server上的Service和Endpoints对象的变动，并根据变动做出iptables的变动。

iptables捕捉到达clusterIP与端口的请求，并将请求转发到当前service后端pod。

iptables模型不用将流量在用户空间和内核空间来回切换，因而更加高效和可靠，不过其缺点是iptables代理模型不会在被挑中的后端Pod资源无响应时进行重定向。

3.3 ipvs代理模型

K8s从1.9版本引入ipvs代理模型，且从1.11版本起成为默认设置。

它和iptables模型很类似，唯一一点不同的是在其请求流量的调度功能由ipvs实现，余下的功能仍由iptables完成。

ipvs是建立在netfilter的钩子函数上，但它使用hash表作为底层数据结构并工作于内核空间，因此流量转发速度特别快、规则同步性很好，

而且它支持众多调度算法，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）。

3 Service 类型

3.1 ClusterIp：默认类型，自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟IP.

也可以这样理解主要在每个 node 节点使用 iptables，将发向 clusterIP 对应端口的数据，转发到 kube-proxy 中。然后 kube-proxy 自己内部实现有负载均衡的方法，并可以查询到这 个 service 下对应 pod 的地址和端口，进而把数据转发给对应的 pod 的地址和端口。

3.2 NodePort：在ClusterIP基础上为Service在每台机器上绑定一个端口，这样可以通过NodeIP:NodePort来访问服务。

也可以这样理解在于在 node 上暴露了一个端口，将向该端口的流量导入到 kube-proxy，然后由 kube-proxy 进一步到给对应的 pod。

k8s配置好对外访问端口后，linux防火墙也需要通过命令配置(-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 8080 -j ACCEPT)

3.3 LoadBalancer：在NodePort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。

另一种理解调用cloud provider 去创建 LB 来向节点导流

3.4 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，这只有kubernetes1.7 或更高版本的kube-dns才支持

4 port nodePort targetPod 区别

4.1 port service暴露在cluster ip上的端口，<cluster ip>:port 是提供给集群内部客户访问service的入口

4.2 nodePort 是kubernetes提供给集群外部客户访问service入口的一种方式（另一种方式是LoadBalancer），所以，<nodeIP>:nodePort 是提供给集群外部客户访问service的入口.

4.3 targetPort 是pod上的端口，从port和nodePort上到来的数据最终经过kube-proxy流入到后端pod的targetPort上进入容器

4 Service脚本创建

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myService
spec:
  selector:
    app: tomcat
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  - name: https
    protocol: TCP
    port: 443
    targetPort: 443

selector字段中指定了为哪一个标签的app进行负载均衡即暴露pod 的name为tomcat对外的访问端口。

最后预祝各位小伙伴新年快乐，牛年吉祥! 这次分享对大家工作学习有帮助吧，欢迎下方留言，提出建议或意见。