【Kubernetes】Service 类型：NodePort、ClusterlP、LoadBalancer、ExternalName

原创已于 2024-08-18 20:27:39 修改 · 1.6k 阅读

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#kubernetes #容器 #云原生 #Service #服务 #服务类型 #NodePort

于 2024-08-11 23:59:13 首次发布

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《Service 服务》系列，共包含以下文章：

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在《Service 概念与实战》一文中，Service 的发布使用的是 NodePort 类型。除此之外，Service 的发布还支持 ClusterlP、LoadBalancer 和 ExternalName 这 3 种类型。

在这里插入图片描述

1.NodePort

在把 Service 的 type 字段设置为 NodePort 时，Kubernetes 将在每个节点上随机分配一个端口作为外部用户访问的入口（该端口号的默认范围是 30000 - 32767）。该端口允许外部用户访问集群内部的 Pod 应用。如果用户想指定 30000 - 32767 内某个具体的端口，则需要增加一个 nodePort 字段。

在这里插入图片描述

在以下 YAML 文件中，使用 nodePort 字段指定了一个自定义的端口号 31234。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-demo2
  namespace: default
spec:
  # 这里使用 NodePort 类型的 Service 将应用程序暴露给外部
  type: NodePort 
  ports:
  - name: http
  	# 为方便起见，一般将 targetport 字段的值设置为与 port 字段相同的值
    port: 80
    targetPort: 80
    # 可选字段，自定义端口号
	nodePort: 31234
    protocol: TCP
  # 定义标签选择器，将服务 Service 与匹配便签的一组 Pod 关联起来
  selector:     
    app: nginx

端口类型	说明
`nodePort`	外部机器可访问的端口，一般为 node 机器上开放的端口。`nodePort` 是 kubernetes 提供给集群外部客户访问 Service 入口的一种方式。
`port`	Kubernetes 中的服务之间访问的端口，是提供给集群内部客户访问 Service 的入口。例如，尽管 MySQL 容器暴露了 3306 端口，但是集群内其他容器需要通过 3306 端口访问该服务，外部机器不能访问 MySQL 服务，因为没有配置 `nodePort` 类型。
`targetPort`	`targetPort` 是 Pod 上的端口，容器的端口（最根本的端口入口），与制作容器时暴露的端口一致（DockerFile 中 EXPOSE），例如 `docker.io` 官方的 `nginx` 暴露的是 80 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。
`containerPort`	`containerPort` 是在 Pod 控制器中定义的、Pod 中的容器需要暴露的端口。`targetPort` 和 `containerPort` 必须一致。

在这里插入图片描述

2.ClusterlP

这是 Service 默认的发布类型。它将在集群内部分配一个可以访问的虚拟 IP 地址，通过该地址暴露服务。因此，这种类型的 Service 只能够实现 同一个集群内部应用之间的相互访问。

在这里插入图片描述

下面来演示 ClusterIP 的使用。

通过 Deployment 创建应用的部署描述文件 service-clusterip1.yaml，并在其中输入以下内容。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name:  service-clusterip
spec:
  replicas: 3 
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx

使用 kubectl apply 命令创建 Deployment。

kubectl apply -f service-clusterip1.yaml

创建 Service 的描述文件 service-clusterip2.yaml，并在其中输入以下内容。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-clusterip
  namespace: default
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 1234
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx

这里没有指定 Service 的发布类型，默认就是 ClusterIP。同时这里将容器中的 80 端口暴露成了 1234 端口。

🚀 也可以使用 kubectl expose deployment my-deployment --port=1234 --target-port=80 --name=my-service 命令暴露应用。在这个例子中，my-deployment 是 Deployment 的名称，my-service 是 Service 的名称，--port=1234 是 Service 的端口，--target-port=80 是 Deployment 内部容器的端口。

使用 kubectl apply 命令创建 Service。

kubectl apply -f service-clusterip2.yaml

查看 Pod、Service 和 Endpoint 的详细信息。

kubectl get pod,svc,ep -o wide

输出的信息如下：

在这里插入图片描述

通过 Cluster IP 地址访问应用，将返回 Nginx 的首页。

curl 10.96.206.202:1234

在这里插入图片描述

3.LoadBalance

如果要使用外部的负载均衡器来访问应用（如 Google Cloud、AWS 和 OpenStack 等），则可以通过使用 LoadBalancer 类型的 Service 将 Kubernetes 集群中的 IP 地址和端口号自动加入公有云的 LoadBalancer 中，从而异步地实现负载均衡。

在这里插入图片描述
在以下 YAML 示例文件中，使用阿里云作为 Kubernetes 集群的外部负载均衡器。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-loadbalancer
  labels:
    app: service-loadbalancer
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    protocol: TCP
    name: main-port
  selector:
    app: service-loadbalancer
  type: LoadBalancer
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: alicloud-controller-manager
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: alicloud-controller-manager
    spec:
      containers:
      - image: collenzhao/alicloud-controller-manager
        name: alicloud-controller-manager
        env:
          - name: ACCESS_KEY_ID
            value: 你的阿里云 ACCESS_KEY_ID
          - name: ACCESS_KEY_SECRET
            value: 你的阿里云ACCESS_KEY_SECRET

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4.ExternalName

ExternalName 类型的 Service 可以将一个已经存在的 Service 映射到外部的 DNS 服务，而达到通过使用外部 DNS 服务解析服务应用的目的。
在这里插入图片描述
下面是 Kubernetes 官方提供的一个示例。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
  namespace: prod
spec:
  type: ExternalName
  externalName: my.database.example.com

🚀 在查找主机 my-service.prod.svc.cluster.local 时，Kubernetes 集群的 DNS 服务将返回 my.database.example.com。