Kubernetes教程（八）了解Service的概念

一、Service出现的原因

从上一篇博客Kubernetes教程（七）了解集群、标签、Pod和Deployment可以知道每一个Pod都会有一个Pod IP。那有如下情况：

• Pod是可以有多个副本的，那么多个副本情况下，每个Pod副本的Pod IP也不同
• 随着Pod的销毁和重建，Pod迁移到别的节点上，Pod IP也随之变化

那么别的业务要访问这个Pod的接口时，那么多Pod IP该如何选择呢？常做Java开发的肯定想到用Nginx做负载均衡啊，比如下图的方案：

K8s也采用了类似的做法叫Service，在每个Node上都运行了一套全局虚拟负载均衡器。K8s还给Service分配一个全局唯一的虚拟IP（ClusterIP），在Service的整个生命周期里，这个ClusterIP都不会变化。就是说不管Pod的Pod IP如何改变，我们只要访问这个不变的ClusterIP就可以了。

• Service是K8s中的一种资源对象，用于定义一组Pod的访问规则，提供统一入口
• Service提供负载均衡：当有多个Pod副本时，用负载均衡算法将请求分发给这些Pod
• Service提供服务发现：自动维护后端Pod IP的变化
• Service与Pod是通过Label标签关联的，如下图中的app=web

二、Service的定义

1. Service的yaml文件格式

apiVersion: v1    	 	 
kind: Service      		  
metadata:          		 元数据
  name: demo             Service的名字，在同一个namespace中必须唯一
  namespace: default     命名空间，不指定时默认为"default"
  labels:                自定义标签属性列表
  - app: demo
  annotations:           自定义注解属性列表
  - name: string
spec:     
  type: ClusterIP        Service的类型，指定service的访问方式，默认ClusterIP
  clusterIP: string      虚拟服务IP地址，当type=ClusterIP时，如不指定，则系统会自动进行分配，也可以手动指定。当type=loadBalancer，需要指定
  sessionAffinity: string 是否支持session，可选值为ClietIP，默认值为空。ClientIP表示将同一个客户端(根据客户端IP地址决定)的访问请求都转发到同一个后端Pod
  ports:                 如果Pod上有多个端口提供服务，可以为每个端口定义一个端口映射规则
    - name: string       端口名称
      protocol: TCP      端口协议，支持TCP或UDP，默认TCP
      port: 8080         服务监听的端口号
      targetPort: 8080   需要转发到后端Pod上的端口号
      nodePort: int      当type=NodePort时，指定映射到物理机的端口号
  selector:              必填，选择具有指定label标签的pod作为管理范围
    app: demo
status:                  当type=LoadBalancer时，设置外部负载均衡的地址，用于公有云环境    
  loadBalancer:          外部负载均衡器    
    ingress:
      ip: string         部负载均衡器的IP地址
      hostname: string   外部负载均衡器的主机名

2. Service类型

Service的公开类型定义了Service如何对外部网络公开，有4种类型：

• ClusterIP：虚拟的服务ip地址，用于k8s集群内部的pod访问，在Node上kube-porxy通过设置的iptables规则进行转发
• NodePort：使用宿主机端口，能够访问各个Node的外部客户端通过Node的IP和端口就能访问服务器
• LoadBalancer：使用外部负载均衡器完成到服务器的负载分发，需要在spec.status.loadBalancer字段指定外部负载均衡服务器的IP，并同时定义nodePort和clusterIP，用于公有云环境。
• ExternalName：映射到外部服务名，需要设置一个DNS域名，表示Service直接指向某个外部服务，而不是集群中的Pod

三、案例

• 假设有一组由Deployment管理的Pod
• 这些Pod在TCP的80端口提供服务
• Pod的标签为app=nginx

为了将这一组Pod对外公开，创建如下Service资源：

apiVersion: v1        # API版本
kind: Service         # 资源类型
metadata:             # 资源元数据
  name: nginx         # 资源名称
spec:                 # 资源规格
  ports:              # 端口映射列表
  - name:             # 端口名称
    port: 80          # 公开端口
    protocol: TCP     # 端口协议，支持TCP、UDP和SCTP，默认TCP
    targetPort: 80    # 目标端口，即容器内应用程序监听的端口
  selector:           # 标签选择器
    app: nginx        # Pod标签，流量转发到有"app=nginx"标签的Pod上