深入kubernetes掌握核心概念--Service

一、概念

Service主要用于提供网络服务，通过Service的定义，能够为客户端
应用提供稳定的访问地址（域名或IP地址）和负载均衡功能，以及屏蔽
后端Endpoint的变化，它是Kubernetes实现微服务的核心资源。

本章对Service的概念、负载均衡机制、多端口号、外部服务、暴露到集群外、
支持的网络协议、服务发现机制、Headless Service、端点分片和服务拓
扑等内容进行认识学习。

简单来说，这篇文章重点讲负载均衡在service中的实现

二、什么是service?

Service 是一种抽象概念，用于定义一组 Pod 的访问入口。它就像一个虚拟的代理，将来自外部的请求转发到后端 Pod 的集合中。

再理解一遍：Service是一个抽象层，它定义了一种访问和暴露一组运行在Pods中的应用的方法。Service能够提供负载均衡和服务发现，让客户端无需关心后端Pod的复杂性。

三、Service 的核心功能

服务发现与负载均衡

• Kubernetes Service 为一组具有相同标签（label）的 Pod 提供了一个稳定的网络入口点。通过定义 Service，Kubernetes 会在集群内部为 Service 分配一个固定的 ClusterIP，客户端只需通过这个 IP 地址就可以访问到背后的所有 Pod。
• Service 提供了一种抽象层，可以实现负载均衡，将客户端请求均匀地分布到后端关联的多个 Pod 上，从而提高系统的可靠性和性能。

服务抽象

• Service 将一组具有相同功能的 Pod 抽象成一个单一的服务实体，隐藏了底层的 Pod 实例变化，如 Pod 的创建、销毁、扩容、缩容等操作都不会影响客户端对服务的访问。
  网络代理：

• Kubernetes 通过 iptables 规则或者 kube-proxy 组件实现代理功能，透明地将到达 Service ClusterIP 的流量转发到后端的 Pod 上。

多类型暴露

• Kubernetes Service 支持多种类型的暴露方式，如 ClusterIP（仅集群内部访问）、NodePort（通过节点端口暴露到集群外部）、LoadBalancer（借助云提供商的负载均衡器暴露到公网）以及 ExternalName（将 Service 映射到外部 DNS 名称）。

健康检查与自动摘除

• 当 Service 与 Endpoint Controller 结合使用时，能够自动跟踪后端 Pod 的健康状态，并将不健康的 Pod 从服务负载均衡列表中移除，直到其恢复正常。
  Session Affinity（会话保持）：

• 对于部分需要会话一致性的应用，Service 支持客户端 IP 会话保持，确保来自同一客户端的请求始终路由到相同的后端 Pod。

DNS 解析

• Kubernetes 为每个 Service 自动生成 DNS 记录，使得集群内部的其他 Pod 或 Service 可以通过域名而非 IP 地址来访问它。

四、Service 类型

Kubernetes 提供了四种类型的 Service：

ClusterIP: 默认的服务类型，将 Service 暴露在集群内部，只能在集群内部访问。
NodePort: 将 Service 暴露在所有节点的指定端口上，可以通过节点 IP 地址访问。
LoadBalancer: 创建一个外部负载均衡器，将 Service 暴露到外部网络。
ExternalName: 将 Service 映射到外部 DNS 名称上，无需创建负载均衡器。

Service 类型	特性	示例	应用场景
ClusterIP	- 默认类型 - 只能在集群内部访问 - Kubernetes 分配一个唯一的集群内部 IP 地址	type: ClusterIP	- 内部服务间通信 - 不需要外部访问的中间件或后台服务
NodePort	- 在每个节点上打开一个静态端口 - 可通过 <NodeIP>:<NodePort> 从集群外部访问	type: NodePort spec.ports[0].nodePort: 30080	- 开发和测试环境下的简单外部访问 - 不需要复杂负载均衡配置的小规模应用
LoadBalancer	- 创建一个外部负载均衡器（如 AWS ELB、GCP Load Balancer） - 自动分配公网 IP 地址 - 负载均衡到后端 Pods	type: LoadBalancer spec.loadBalancerIP: X.X.X.X（可选固定公网 IP）	- 需要公开访问的生产环境应用 - 高可用和负载均衡要求较高的大规模服务
ExternalName	- 不创建任何代理或端口映射 - 服务名解析为指定的外部 DNS 名称	type: ExternalName spec.externalName: some.externaldns.name	- 与集群外部服务集成 - 使用外部服务作为内部服务的一部分

示例代码：

1. ClusterIP 示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: internal-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: MyApp
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 8080

2. NodePort 示例：

apiVersion: v1
kind: Ser