K8s9(2-1) k8s中的通信机制， kube-proxy的ipvs模式，无头服务，LoadBalancer，ExternalName，外部公有 ip（externalIPs）

最新推荐文章于 2025-10-29 16:48:18 发布

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#kubernetes #linux #docker

1.K8s中的service和通信：

Service可以看作是一组提供相同服务的Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。 service默认只支持4层负载均衡能力，没有7层功能。（可以通过Ingress实现）

service的类型：
• ClusterIP：默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问。
• NodePort：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个 NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP。
• 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 :NodePort，此模式只能在云服务器上使用。
• ExternalName：将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定）。

Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的.
• kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的 CPU资源。
• IPVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Pod。

k8s间的通信方式：

k8s通过CNI接口接入其他插件来实现网络通讯。目前比较流行的插件有flannel, calico等。

CNI插件存放位置: cat /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist

插件使用的解决方案如下:

虚拟网桥，虚拟网卡，多个容器共用一一个虛拟网卡进行通信。
多路复用: MacVLAN,多个容器共用- -个物理网卡进行通信。
硬件交换: SR-LOV, 一个物理网卡可以虚拟出多个接口，这个性能最好。

容器间通信：同一个pod内的多个容器间的通信，通过Io即可实现;

pod之间的通信：

同一节点的pod之间通过cni网桥转发数据包。
不同节点的pod之间的通信需要网络插件支持。

pod和service通信：通过 iptables 或 ipvs 实现通信，ipvs取代不了iptables,因为ipvs只能做负载均衡，而做不了nat转换。

pod和外网通信：iptables的MASQUERADE

Service与集群外部客户端的通信： Ingress、 NodePort、 Loadbalancer

2.kube-proxy的ipvs模式:

默认情况下：kube-proxy使用的是iptables模式，如果宿主机有大量的pod会浪费cpu来频繁更新iptables策略；

因此，使用ipvs模式下的service可以使k8s支持更多量级的pod；

开启kube-proxy的ipvs模式：
yum install -y ipvsadm 所有节点安装
kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system 修改IPVS模式 mode: “ipvs”
kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy | awk '{system(“kubectl delete pod “$1” -n kube-system”)}'更新kube-proxy pod

安装ipvsadm，更改mode；由于更改了模式，因此更新kube-proxy pod 最简单的就是删除让其重建；
等删除完成之后可以使用ipvsadm -ln 查看其中策略，可以看见service中的10.96.0.1和10.98.153.70在策略中使用rr调度；
在这里插入图片描述

同时：IPVS模式下，kube-proxy会在service创建后，在宿主机上添加一个虚拟网卡： kube-ipvs0，并分配service IP。
在这里插入图片描述

使用ipvs模式下创建的pod都会在 kube-ipvs0，中分配到对应的service IP；

# demo.yml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo2
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v2

3.无头服务（Headless Services）：

Headless Service “无头服务” 。 Headless Service不需要分配一个VIP，而是直接以DNS记录的方式解析出被代理 Pod的IP地址。
域名格式：$ (servicename).$(namespace).svc.cluster.local

yum install -y bind-utils.x86_64安装解析工具（ dig ）

[root@server11~]$ vim service.yml 
[root@server11~]$ cat service.yml 
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  selector:
    app: myapp
  clusterIP: None
[root@server11~]$ kubectl apply -f service.yml 
service/myservice created
[root@server11~]$ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   7d11h
myservice    ClusterIP   None         <none