k8s之headless service详解

最新推荐文章于 2025-06-14 16:25:00 发布

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分类专栏： # k8s 文章标签： kubernetes 容器云原生

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Kubernetes Headless Service 与 StatefulSet 详解

Headless Service 介绍

Headless Service（无头服务）是 Kubernetes 中的一种特殊 Service 类型，它不会为 Pod 分配集群 IP，也不会进行负载均衡或代理请求。

主要特点

无集群 IP：与常规 Service 不同，Headless Service 没有集群 IP 地址
直接 DNS 解析：DNS 查询会返回所有匹配的 Pod IP 地址列表，而不是单个 Service IP
每个 Pod 有独立 DNS 记录：每个 Pod 会获得一个唯一的 DNS 名称

创建 Headless Service

通过将 clusterIP 字段设置为 None 来创建 Headless Service：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-headless-service
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

使用场景

需要直接与特定 Pod 通信而不是通过代理
需要知道所有 Pod 的 IP 地址
StatefulSet 需要稳定的网络标识

Headless Service 与 StatefulSet 的联系

Headless Service 与 StatefulSet 是 Kubernetes 中为有状态应用设计的两个紧密相关的概念。

协同工作机制

稳定的网络标识：
- StatefulSet 为每个 Pod 提供有序的、稳定的标识（如 web-0, web-1, web-2）
- Headless Service 为这些 Pod 提供可解析的 DNS 名称（如 web-0.my-headless-service.namespace.svc.cluster.local）
DNS 记录：
- 每个 StatefulSet Pod 通过 Headless Service 获得唯一的 DNS 名称
- 这些名称在 Pod 重启或重新调度时保持不变
有序部署和扩展：
- StatefulSet 保证 Pod 按顺序创建和扩展（0, 1, 2,…）
- Headless Service 确保每个 Pod 有稳定的网络标识与之对应

为什么 StatefulSet 需要 Headless Service

直接 Pod 访问：有状态应用通常需要直接访问特定的实例，而不是通过负载均衡器
稳定的网络拓扑：即使 Pod 重新调度到其他节点，DNS 名称保持不变
Peer 发现：在集群应用中（如数据库），Pod 需要发现并相互通信

示例配置

典型的 StatefulSet 与 Headless Service 配合使用的配置：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - port: 3306
    name: mysql
  clusterIP: None
  selector:
    app: mysql
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: "mysql"  # 引用上面的 Headless Service
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql