K8s网络之Service

原创已于 2025-11-12 15:41:05 修改 · 1.1k 阅读

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#php #kubernetes #K8s网络 #服务发现 #Service #Pod

于 2025-11-12 08:43:05 首次发布

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K8s网络：服务发现与负载均衡

Ingress(七层) -> Service (SVC)(四层) > EndPoint -> kube-proxy -> Lvs/iptables

Ingress负责七层HTTP/HTTPS路由，将不同域名或路径的请求转发至对应Service；Service通过标签选择器关联后端Pod，创建Endpoints记录真实IP；kube-proxy监听Service变化，通过iptables或IPVS规则实现流量转发，确保请求精准到达目标Pod。整个过程实现解耦与动态更新，支撑应用弹性伸缩与高可用。

K8s网络解决的主要问题？

服务发现：如何找到Pod，Pod如何找到其他的Pod；

Pod内部通信：localhost:port
用户查找Pod：Pod的ip:port
Pod与Pod通信：跨节点，但是不用NAT地址转换

CNI插件实现Pod间通信

Flannel：使用VXLAN“隧道”技术，适合中小型集群；
Calico：适合大规模集群；BGP 边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)是互联网上一个核心的去中心化自治路由协议。BGP不使用传统的内部网关协议(IGP)的指标。

服务发现

通过Service实现：

通过“标签”选中Pod，提供固定的入口（类似“VIP”），然后通过负载均衡；

给Pod提供DNS服务，Pod通过域名访问Service；

Service -> EndPoint(动态的IP列表) -> Pod

创建Service时，自动创建EndPoints；

网络和负载均衡：kube-proxy -> 系统内核（Lvs/iptables）

Service三大功能：

服务发现：通过DNS域名（如web-service.default.svc.cluster.local）

ServiceName.NameSpace.svc.cluster.local 替代动态Pod IP

2、负载均衡：把请求平均分给背后的多个Pod，避免单个Pod过载；

3、端口映射：隐藏Pod内部端口（如外部访问80端口，转发到Pod的8080端口）。

Service的四大模式/四种类型：

ClusterIP（默认）：只允许集群内部访问，外部不可见，用于集群内部Pod间通信，例如：后端调用，数据库连接等；

前提是先拥有一个标签是app: my-app的Pod在运行，因为Service的Selector需要匹配Pod的标签，如果没有这样的标签，需要现添加一个，以下举例说明：

# 给名为my-nginx-66bf7cffd7-2vgl7的Pod添加标签

kubectl label pod my-nginx-66bf7cffd7-2vgl7 app=my-app

vim my-service.yaml

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-clusterip-service

spec:

  type: ClusterIP #可省略，默认就是 ClusterIP

  selector:

    app: my-app   #匹配 Pod 的标签

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80    #Service 的端口，集群内的其他 Pod 通过该端口访问服务。

      targetPort: 80 #Pod 的端口，Service 将流量转发到该端口。

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-clusterip-service

spec:

  type: ClusterIP

  clusterIP: 10.96.0.100 #手动指定 ClusterIP

  selector:

    app: my-app

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80

      targetPort: 80

# 应用yaml文件

kubectl apply -f my-service.yaml

# 验证svc运行情况并获取 ClusterIP 地址：

kubectl get svc my-clusterip-service

会出现以下：

NAME                   TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE

my-clusterip-service   ClusterIP   10.110.83.243   <none>        80/TCP    16s

# 然后通过ClusterIP访问

curl 10.110.83.243

vim my-service.yaml

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-clusterip-service

spec:

  type: ClusterIP #可省略，默认就是 ClusterIP

  selector:

    app: my-app   #匹配 Pod 的标签

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80    #Service 的端口，集群内的其他 Pod 通过该端口访问服务。

      targetPort: 80 #Pod 的端口，Service 将流量转发到该端口。

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-clusterip-service

spec:

  type: ClusterIP

  clusterIP: 10.96.0.100 #手动指定 ClusterIP

  selector:

    app: my-app

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80

      targetPort: 80

# 应用yaml文件

kubectl apply -f my-service.yaml

# 验证svc运行情况并获取 ClusterIP 地址：

kubectl get svc my-clusterip-service

会出现以下：

NAME TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE

my-clusterip-service   ClusterIP   10.110.83.243 <none> 80/TCP 16s

# 然后通过ClusterIP访问

curl 10.110.83.243

NodePort：外部通过任意Node的IP进行访问，NodePort的默认范围是30000-32767，但可以手动指定。简单服务、对外测试；

和上面同理，需要有一个标签和你的选择器写的标签一致。

vim 07-nodeport.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-nodeport-service

spec:

  type: NodePort #指定服务类型为 NodePort

  selector:       #用于匹配目标 Pod 的标签

    app: my-web   #匹配 Pod 的标签

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80         #Service 的端口，客户端通过该端口访问服务

      targetPort: 80 #Pod 的端口，Service 将流量转发到该端口

      nodePort: 30000 #可选，指定节点端口（范围 30000-32767）

# 应用yaml文件

kubectl apply -f 07-nodeport.yaml

# 验证Service

kubectl get svc

# 访问服务：使用节点 IP 和 NodePort 访问服务。（三个节点都可以）

http://<Node-IP>:30000

LoadBalancer：使用云厂商的负载均衡器，实现对外的服务，适合在生产环境云平台上使用；

# 先给Pod添加标签

kubectl label pod my-nginx-66bf7cffd7-4k5hc aihao=haha

# 下载插件，应用 MetalLB 资源

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.14.5/config/manifests/metallb-native.yaml

# 配置IP 地址池（示例为192.168.221.10-192.168.221.100）

vim metallb-ip-pool.yaml

apiVersion: metallb.io/v1beta1

kind: IPAddressPool

metadata:

  name: example

  namespace: metallb-system

spec:

  addresses:

  - 192.168.221.10-192.168.221.100

---

apiVersion: metallb.io/v1beta1

kind: L2Advertisement

metadata:

  name: example

  namespace: metallb-system

kubectl apply -f metallb-ip-pool.yaml

cat 08-loadbalancer.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-service

spec:

  type: LoadBalancer #指定服务类型为 LoadBalancer

  selector:

    aihao: haha

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80    #服务暴露的端口（外部访问的端口）

      targetPort: 80 #Pod中应用监听的端口

# 应用yaml文件

kubectl apply -f 08-loadbalancer.yaml

# 检查服务状态，# EXTERNAL-IP #表示负载均衡器的外部 IP 地址，外部用户可以通过该地址访问服务。PORT(S) #显示服务端口和映射的节点端口。

kubectl get svc

NAME         TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP      PORT(S)        AGE

my-service   LoadBalancer   10.109.77.71    192.168.221.10   80:32179/TCP   26s

# 一旦 EXTERNAL-IP 可用，外部用户可以通过以下方式访问服务：

http://<EXTERNAL-IP>:80或者用自己节点IP+端口号也能访问

# Pod内部也可以用域名来访问

curl my-nodeport-service.default.svc.cluster.local

ExternalName：域名转换，给域名起别名，Service通过DNS解析将请求转发到指定的外部域名。

# 配置一个yaml文件

vim 03-externalname.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: svc1

spec:

  type: ExternalName

  externalName: httpbin.org   #这个可以看到502页面

  ports:

  - name: http

    port: 80

    protocol: TCP

targetPort: 80

# 应用yaml文件

kubectl apply -f 03-externalname.yaml

# 先查看有什么运行的Pod，然后随便进入一个Pod

kubectl exec -it my-web-664c6fd8c-t77gw -- bash

# 验证网站，可以看到网页内容

curl svcl.default.svc.cluster.local

特殊模式：

Headless（无IP）：Service没有IP，也不做负载均衡，仅返回Pod列表；

vim 09-headless.yaml

---

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  creationTimestamp: null

  labels:

    app: yourapp

  name: yourapp

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: yourapp

  strategy: {}

  template:

    metadata:

      creationTimestamp: null

      labels:

        app: yourapp

    spec:

      containers:

      - image: 192.168.57.200:8099/library/nginx:1.24

        name: nginx

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: web-service # Headless Service名称，会在svc显示

  namespace: default

spec:

  clusterIP: None # 关键：设置为None，声明为Headless Service

  selector:

    app: yourapp # 关联标签为app=myapp的Pod

  ports:

  - name: http

    port: 80 # 服务端口

targetPort: 80 # Pod内应用监听的端口

kubectl apply -f 09-headless.yaml