CKAD备战笔记（6）- 服务与网络

1. 服务（Service）

Kubernetes中的每个Pod都有它自己的IP地址，但Pod经常会因为各种原因而挂掉，如果我们用Pod的IP地址来访问该Pod，会常出现IP地址无效的情况，我们用 服务（Service） 解决这个问题。服务提供了稳定的IP地址，我们永远可以找到服务的IP地址，然后通过该服务访问到想要找的应用Pod。

在创建Service的时候，k8s也会创建一个同名的Endpoint，这个Endpoint将跟踪哪些 Pod 是Service的端点，起到了一个实时数据存储的作用。

⚠️ 注意

• Service的端口（port）是任意的，而Service指向的Pod的端口（targetPort）必须是Pod本身的端口
• 一个Service可以开放多个端口，用于与不同的App进行沟通，但要注意的是，如果有多个端口开放，那么Service的每个端口都必须有一个名称

服务支持应用程序 内/外（Internal/External Networking） 的各种组件之间的通信。假设我们有一个前端的Pod，一个后端的Pod，以及一个数据库。他们之间的内部沟通正是由服务实现的（Internal Networking）。

集群上的IP地址

IP地址格式
IP address由两个部分组成：网络地址（Network ID） 和 主机地址（Host ID）。拿192.168.1.10举例：

• 网络地址是前三个数：192.168.1，显示了当前所在的网络地址
• 主机地址是最后一个数： 10，显示当前网络中，主机的编号

⚠️ 当你使用VPN（Virtual Private Network）的时候，你的网络地址是被隐藏的

---

IP地址类型
有两种类型：外部IP地址（external/public）和内部IP地址（internal/private）。一般来说，每个设备都有自己的外部IP和内部IP，且一般两者不同。

• 外部IP地址：由你的网络供应商提供，你访问一个网页时（比如百度），百度可以看到你的外部IP地址，知道你是从哪儿来的
• 内部IP地址：是自动生成的。人如其名，只做内部使用。比如，用于在家庭网络中识别你的身份信息
  

服务类型：

Service类型	功能
NodePort	该服务监听了Node的端口（Port），并将 在端口收到的请求 转发给某个Pod的端口
ClusterIP （默认类型）	该服务在集群内部创建一个虚拟 IP，以实现不同服务之间的通信，例如前端服务器和后端服务器之间的通信。(Internal Networking)
Headless	帮助访问某个特定的Pod
LoadBalancer	该服务是负载均衡器，比如在用户访问量激增时，为Web 服务器分配负载

（1）NodePort类

从NodePort 服务的角度看，有三个端口：
（1）Pod的端口（TargetPort）：可选。如不写明，默认与Port值相同
（2）Service的端口（Port）：必须写明，否则会报错。
（3）Node的端口（NodePort）：可选。如不写明，k8s会提供任意一个在 [30000, 32767] 范围内可用的端口

⚠️ 这三种Port的名字就是以 服务 自身为出发点设计的：

• 服务自己的Port就叫Port
• Pod的端口是服务想要访问的目标，所以叫TargetPort；
• Node的Port叫NodePort，对 外部访问 可见，所有外部访问都从这里进

比较

服务不存在	有了服务之后
为了更好的理解，我们看一下如果 服务不存在 ，用户可以怎么访问Pod中的应用： 方法一： 如果用户本身在Cluster内部，可以直接通过curl http:10.244.0.2访问应用 方法二： 如果在Cluster外部，可以通过 ssh 来访问curl http:10.244.0.2	有了服务之后，Cluster外部对应用的访问会更方便。服务（Service）相当于一个虚拟服务器，有自己的IP地址（这里是10.106.127.123）。这里我们不再需要 ssh ，而是直接访问Node所在的ip地址192.168.1.2（⚠️用户本身的电脑IP和Node的IP是在同一个网络里面的，即IP地址中的前三部分时相同的，所以我们才能直接访问到Node得IP）， 入口则使用Service提供的端口（30080），比如使用curl 192.168.1.2:30080

举例

# my_service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
	name: myapp-service
spec:
	type: NodePort	# Service的类型
	ports:
	- targetPort: 80
	  port: 80	
	  nodePort: 30008
	# selector用于指定该服务要访问的Pod
	selector:
		app: myapp
		function: frontend

⚠️ .spec.ports
容纳的是一个数组，意味着，在一个服务中，是可以多个这样的映射的（NodePort->Port->TargetPort）
⚠️ .spec.selector
指定targetPort属于哪一个Pod，上面例子中绑定了一个labels中有app=myapp和function=frontend的Pod。很多情况下，一个前端App会有多个replicas，但因为他们都有相同的labels，他们会自动被service找到！

查看服务：

kubectl get services

结果如下：

NAME			TYPE		CLUSTER-IP		EXTERNAL-IP 	PORT(S)			AGE
kubernetes   	ClusterIP   10.43.0.1    	<None>        	443/TCP   		7m30s
myapp-service	NodePort	10.106.127.123	<None>			80:30008/TCP	30s

其中的 kubernetes服务是k8s在启动时创建的默认服务。myapp-service服务是我们创建的，现在作为用户可以通过curl http://192.168.1.2:30008直接访问到前端App了！

多Node

当Pod的replicas分布在不同的Node上时，Service会自动扩展到多个Node上，我们不需要做任何多余的操作。

curl http://192.168.1.2:30008
curl http://192.168.1.3:30008

（2）ClusterIP类 服务

假设现在有前端后端组成的程序，而前端和后端各有自己的Replicas（复制品，为了处理较大的用户访问而存在）。访问前端1的时候，前端1的API是发送给后端的哪一个replica的呢？

Kubernetes的ClusterIP服务可以帮助我们将 Pod 分组在一起（所有的前端replicas为一组，后端replicas为另一组），并提供单个接口（即Service）来访问组中的 Pod。Pod会因为各种bug生生死死，每次重生之后拿到的IP地址还不一样，所以我们没有办法直接用Pod，因为我们不知道该去哪个IP地址找，而Service提供了稳定的IP地址。如图：

问：Service如何找到目标Pod?
答：Pod中的 labels == Service中的selectors

---

问：Service如何决定在目标Pod中，访问哪一个端口？
答：用.spec.ports中的targetPort决定

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
	name: backend
spec:
	type: ClusterIP
	ports