k8s endpoints controller源码分析

k8s endpoints controller分析

endpoints controller简介

endpoints controller是kube-controller-manager组件中众多控制器中的一个，是 endpoints 资源对象的控制器，其通过对service、pod 2种资源的监听，当这2种资源发生变化时会触发 endpoints controller 对相应的endpoints资源进行调谐操作，从而完成endpoints对象的新建、更新、删除等操作。

endpoints controller架构图

endpoints controller的大致组成和处理流程如下图，endpoints controller对pod、service对象注册了event handler，当有事件时，会watch到然后将对应的service对象放入到queue中，然后syncService方法为endpoints controller调谐endpoints对象的核心处理逻辑所在，从queue中取出service对象，再查询相应的pod对象列表，然后对endpoints对象做调谐处理。

service对象简介

Service 是对一组提供相同功能的 Pods 的抽象，并为它们提供一个统一的入口。借助 Service，应用可以方便的实现服务发现与负载均衡，并实现应用的零宕机升级。Service 通过标签来选取服务后端，这些匹配标签的 Pod IP 和端口列表组成 endpoints，由 kube-proxy 负责将服务 IP 负载均衡到这些 endpoints 上。

service的四种类型如下。

（1）ClusterIP

类型为ClusterIP的service，这个service有一个Cluster IP，其实就一个VIP，具体实现原理依靠kubeproxy组件，通过iptables或是ipvs实现。该类型的service 只能在集群内访问。

client访问Cluster IP，通过iptables或ipvs规则转到Real Server（endpoints），从而达到负载均衡的效果。

Headless Service

特殊的ClusterIP，通过指定 Cluster IP（spec.clusterIP）的值为 “None” 来创建 Headless Service。

使用场景一：自主选择权，client自行决定使用哪个Real Server，可以通过查询DNS来获取Real Server的信息。

使用场景二：Headless Service的对应的每一个Endpoints，即每一个Pod，都会有对应的DNS域名，这样Pod之间就可以通过域名互相访问（该用法常用于statefulset）。

（2）NodePort

在 ClusterIP 基础上为 Service在每台机器上绑定一个端口，这样就可以通过<NodeIP>:NodePort来访问该服务。在集群内，NodePort 服务仍然像之前的 ClusterIP 服务一样访问。

（3）LoadBalancer

在 NodePort 的基础上，借助 cloud provider 创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 <NodeIP>:NodePort。

（4）ExternalName

将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: baidu-service
  namespace: test
spec:
  type: ExternalName
  externalName: www.baidu.com

endpoints对象简介

endpoints中指定了需要连接的服务IP和端口，可以认为endpoints定义了service的backend后端。当访问service时，实际上是会将请求负载均衡到endpoints定义的服务IP与端口上面去。

另外，endpoints对象与同名称的service对象相关联。

endpoints controller分析将分为两大块进行，分别是：
（1）endpoints controller初始化与启动分析；
（2）endpoints controller处理逻辑分析。

1.endpoints controller初始化与启动分析

基于tag v1.17.4

https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases/tag/v1.17.4

直接看到startEndpointController函数，作为endpoints controller启动分析的入口。

startEndpointController

在startEndpointController函数中启动了一个goroutine，先是调用了endpointcontroller的NewEndpointController方法初始化endpoints controller，接着调用Run方法启动endpoints controller。

// cmd/kube-controller-manager/app/core.go
func startEndpointController(ctx ControllerContext) (http.Handler, bool, error) {
	go endpointcontroller.NewEndpointController(
		ctx.InformerFactory.Core().V1().Pods(),
		ctx.InformerFactory.Core().V1().Services(),
		ctx.InformerFactory.Core().V1().Endpoints(),
		ctx.ClientBuilder.ClientOrDie("endpoint-controller"),
		ctx.ComponentConfig.EndpointController.EndpointUpdatesBatchPeriod.Duration,
	).Run(int(ctx.ComponentConfig.EndpointController.ConcurrentEndpointSyncs), ctx.Stop)
	return nil, true, nil
}

1.1 NewEndpointController

先来看到endpoints controller的初始化方法New