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）
-
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
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