Kubernetes 项目教程：使用 Service 访问集群中的应用

Kubernetes 项目教程：使用 Service 访问集群中的应用

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前言

在 Kubernetes 集群中部署应用后，如何让外部客户端能够访问这些应用是一个常见需求。本文将详细介绍如何使用 Kubernetes 的 Service 资源来暴露集群内部的应用，使其能够被外部访问。

理解 Kubernetes Service

Service 是 Kubernetes 中的一种抽象，它定义了一组 Pod 的逻辑集合和访问它们的策略。Service 的主要作用是：

1. 为 Pod 提供稳定的 IP 地址和 DNS 名称
2. 在多个 Pod 实例间实现负载均衡
3. 提供多种暴露服务的方式（ClusterIP、NodePort、LoadBalancer 等）

准备工作

在开始之前，请确保你已经具备以下条件：

• 一个运行中的 Kubernetes 集群
• 已安装并配置好 kubectl 命令行工具
• 对 Kubernetes 基本概念（如 Pod、Deployment 等）有基本了解

部署示例应用

首先，我们需要在集群中部署一个简单的示例应用。这里我们使用一个经典的"Hello World"应用作为演示。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-world
  labels:
    run: load-balancer-example
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      run: load-balancer-example
  template:
    metadata:
      labels:
        run: load-balancer-example
    spec:
      containers:
      - name: hello-world
        image: gcr.io/google-samples/node-hello:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080

这个 Deployment 配置会创建两个 Pod 实例，每个实例都运行着我们的 Hello World 应用。

创建 Service 暴露应用

创建 Deployment 后，我们需要创建一个 Service 来暴露这个应用：

kubectl expose deployment hello-world --type=NodePort --name=example-service

这个命令创建了一个 NodePort 类型的 Service，它会：

1. 为应用分配一个集群内部的 IP 地址
2. 在每个节点上开放一个端口（NodePort），将流量转发到后端 Pod
3. 自动创建负载均衡规则，将请求分发到两个 Pod 实例

验证 Service 配置

创建 Service 后，我们可以查看它的详细信息：

kubectl describe services example-service

输出中特别需要注意的是 NodePort 值，这是外部访问应用的端口号。

访问应用

要访问这个应用，你需要：

1. 获取任意一个节点的公共 IP 地址
2. 使用节点的 IP 和 Service 的 NodePort 来访问应用

curl http://<节点IP>:<NodePort>

如果一切正常，你应该能看到类似以下的响应：

Hello, world!
Version: 2.0.0
Hostname: hello-world-cdd4458f4-m47c8

深入理解 Service 工作原理

当创建 NodePort 类型的 Service 时，Kubernetes 会做以下几件事：

1. 分配一个集群内部的虚拟 IP（ClusterIP）
2. 在每个节点上监听指定的 NodePort
3. 将到达 NodePort 的流量转发到后端 Pod
4. 自动维护端点列表（Endpoints），确保流量只被转发到健康的 Pod

安全注意事项

当使用 NodePort 暴露服务时，需要注意：

1. NodePort 范围默认是 30000-32767
2. 需要在节点安全组/防火墙中开放对应的端口
3. 考虑是否需要额外的安全措施，如 TLS 加密

清理资源

完成实验后，记得删除创建的资源：

kubectl delete services example-service
kubectl delete deployment hello-world

总结

通过本文，我们学习了如何使用 Kubernetes Service 来暴露集群内部的应用。Service 不仅提供了稳定的访问端点，还能自动处理负载均衡和故障转移，是 Kubernetes 中服务发现和负载均衡的核心组件。

对于生产环境，你可能还需要考虑：

• 使用 Ingress 提供更高级的路由功能
• 配置健康检查确保流量只被转发到健康的 Pod
• 考虑使用 LoadBalancer 类型服务（如果云提供商支持）

希望这篇教程能帮助你理解 Kubernetes Service 的基本用法和工作原理。

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