Kubernetes Service控制器详解以及切换为ipvs代理模式
文章目录
- 一、Service 存在的意义
- 二、Pod与Service的关系
- 三、Service定义与创建
- 四、Service三种常用类型
- 五、Service代理模式
- 六、切换Service代理模式
- 七、service总体工作流程
- 八、kube-proxy ipvs和iptables的异同
- 九、Service DNS名称
一、Service 存在的意义
service的引入主要是为了解决pod的动态变化,提供统一访问入口:
- 防止Pod失联,找到提供同一个服务的pod(服务发现)
- 定义一组pod的访问策略(负载均衡)
二、Pod与Service的关系
- service通过标签关联一组pod(可通过kubectl get ep查看)
- service为一组pod提供负载均衡的能力
[root@k8s-master ~]# kubectl get ep
NAME ENDPOINTS AGE
kubernetes 192.168.77.11:6443 163d
web3 10.244.36.67:80,10.244.36.74:80,10.244.36.92:80 5d2h
三、Service定义与创建
示例一:
1.创建一个service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: weblabels:app: web
spec:type: ClusterIPports:- protocol: TCP#Service端口,用于集群内部其它pod访问的端口port: 80#容器中服务运行的端口,可以理解为是容器内应用的端口;例如nginx 80、tomcat 8080、mysql 3306targetPort: 9376selector:#指定关联Pod的标签app: web
2.运行此yaml并查看创建的service
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f service.yaml
service/web created
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
web ClusterIP 10.108.117.153 <none> 80/TCP 26s
示例二:
1.多端口Service定义
- 对于某些服务,需要公开多个端口,Service也需要配置多个端口定义,通过端口名称区分;
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: web2labels:app: web
spec:type: ClusterIPports:- name: httpprotocol: TCP#Service端口,用于集群内部其它pod访问的端口port: 80#容器中服务运行的端口,可以理解为是容器内应用的端口;例如nginx 80、tomcat 8080、mysql 3306targetPort: 80- name: httpsprotocol: TCPport: 443targetPort: 443selector:#指定关联Pod的标签app: web
2.运行此yaml并查看创建的service
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f service-mutil.yaml
service/web2 created
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
web2 ClusterIP 10.107.141.88 <none> 80/TCP,443/TCP 5s
四、Service三种常用类型
ClusterIP
:默认,分配一个稳定的IP地址,即VIP,只能在集群内部访问;
示例:
...
spec:#指定Service的类型type: ClusterIPports:- protocol: TCP#Service端口,用于集群内部其它pod访问的端口port: 80#容器中服务运行的端口,可以理解为是容器内应用的端口;例如nginx 80、tomcat 8080、mysql 3306targetPort: 80selector:app: web
k8s集群中应用之间的访问使用的就是Cluster IP
NodePort
:会在每台节点上启用一个端口来暴露服务(接受用户流量),可以在集群外部访问,同时也会分配一个稳定的内部集群IP地址;
访问地址:<任意NodeIP>:
默认Nodeport端口范围:30000-32767
在实际情况下,对用户暴露的只会有一个IP和端口,那这么多台Node该使用哪台让用户访问呢?
这时就需要在所有Node前面加一个公网负载均衡器来为项目提供统一访问入口了
示例:
spec:#指定Service的类型type: NodePortports:- name: httpprotocol: TCP#Service端口,用于集群内部其它pod访问的端口port: 80#容器中服务运行的端口,可以理解为是容器内应用的端口;例如nginx 80、tomcat 8080、mysql 3306targetPort: 80#暴露集群外部访问的端口,默认的话是在30000-32767之间随机的nodePort: 30009selector:#指定关联Pod的标签app: web
运行此yaml后验证
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f service-nodeport.yaml
service/web3 created
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE 53d
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 64d
web3 NodePort 10.97.249.155 <none> 80:30009/TCP 3s
#可以去每个节点上查看NodePort端口,都是有被宿主机监听的
[root@k8s-master ~]# ss -unptl | grep 30009
tcp LISTEN 0 128 *:30009 *:* users:(("kube-proxy",pid=3729,fd=20))
然后浏览器访问任意节点IP:30009(NodePort端口)
LoadBalancer
:与NodePort类似,在每个节点上启用一个端口来暴露服务;除此之外,kubernetes会请求底层云平台(例如阿里云、腾讯云、AWS等)上的负载均衡器,将每个Node([NodeIP]:[NodePort])作为后端添加进去。
tips:实现nginx自动添加配置文件可以使用consul + confd技术方案;
示例:
阿里云ACK LoadBalancer使用方法
五、Service代理模式
官方地址:https://kubernetes.io/docs/reference/networking/virtual-ips/
service的底层实现主要由iptables和ipvs两种网络模式来决定如何转发流量
- iptables模式:
如上图,当客户端去访问servcie时 iptables会帮我们将请求转发至后端的pod上,注意iptables是有相对应的规则的,这些规则就是kube-proxy来进行维护的 service本就是一种抽象的资源 它不具备任何转发的能力; - ipvs代理模式:大致上跟iptables模式一致,当访问servcie时,ipvs会将请求转发至后端的pod,也是kube-proxy来进行维护转发规则的,所以这是不同的转发机制来实现的数据包的转发
注意:services不是具体实现转发的,而是背后的iptables/ipvs来实现的;
查看负载均衡规则命令如下:
- iptables模式
iptables-save | grep [SERVICE-NAME] - ipvs模式
ipvsadm -L -n
处理一个请求的流程:
客户端 —> NodePort/ClusterIP(iptables/ipvs负载均衡规则) —> 分布在各个节点Pod
[root@k8s-master goodgood_study]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 157d
web3 ClusterIP 10.105.175.220 <none> 80/TCP 2s[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-7fbc4b76bd-2z8zn 1/1 Running 0 28h 10.244.36.74 k8s-node1 <none> <none>
web-7fbc4b76bd-8qfn8 1/1 Running 0 28h 10.244.36.67 k8s-node1 <none> <none>
web-7fbc4b76bd-xzxrf 1/1 Running 0 28h 10.244.36.92 k8s-node1 <none> <none>第一步:流量入口
[root@k8s-master goodgood_study]# iptables-save | grep web3
#NodePort流量入口
#在kube-service这个链中,如果访问的是10.105.175.22这个cluster ip并且为32306端口 就会转发到KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV这个链中(-j 为重定向的意思)
-A KUBE-NODEPORTS -p tcp -m comment --comment "default/web3:http" -m tcp --dport 32306 -j KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV#ClusterIP流量入口
#在kube-service这个链中,如果访问的是10.105.175.22这个cluster ip并且为80端口 就会转发到KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV这个链中(-j 为重定向的意思)
-A KUBE-SERVICES -d 10.105.175.220/32 -p tcp -m comment --comment "default/web3:http cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV第二步:负载均衡
#iptables是逐行进行匹配的,只要匹配到就会有返回,但是iptables是实现不了负载均衡的,所以加入 "random"随机 和 "--probability"权重值 使用概率来实现负载均衡;
[root@k8s-master goodgood_study]# iptables-save | grep KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV
#匹配到第一条链 "KUBE-SEP-R4KKLS6KRNSZRJ5M" 的概率为33%,如果匹配不到将匹配后两条
-A KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV -m comment --comment "default/web3:http" -m statistic --mode random --probability 0.33333333349 -j KUBE-SEP-R4KKLS6KRNSZRJ5M
#匹配到第二条链 "KUBE-SEP-TTYM75VNZX3XZFKR" 的概率为50%,如果匹配不到那必定匹配最后一条
-A KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV -m comment --comment "default/web3:http" -m statistic --mode random --probability 0.50000000000 -j KUBE-SEP-TTYM75VNZX3XZFKR
#匹配到第三条链 "KUBE-SEP-OXDS5ER2YQUV2LOU" 的概率为100%
-A KUBE-SVC-W7NV5DSNKK4ZSGFV -m comment --comment "default/web3:http" -j KUBE-SEP-OXDS5ER2YQUV2LOU第三步:NAT目标地址转换
#对匹配到的链进行nat地址转换为实际Pod地址
[root@k8s-master goodgood_study]# iptables-save | grep KUBE-SEP-R4KKLS6KRNSZRJ5M
-A KUBE-SEP-R4KKLS6KRNSZRJ5M -p tcp -m comment --comment "default/web3:http" -m tcp -j DNAT --to-destination 10.244.36.67:80
[root@k8s-master goodgood_study]# iptables-save | grep KUBE-SEP-TTYM75VNZX3XZFKR
-A KUBE-SEP-TTYM75VNZX3XZFKR -p tcp -m comment --comment "default/web3:http" -m tcp -j DNAT --to-destination 10.244.36.74:80
[root@k8s-master goodgood_study]# iptables-save | grep KUBE-SEP-OXDS5ER2YQUV2LOU
-A KUBE-SEP-OXDS5ER2YQUV2LOU -p tcp -m comment --comment "default/web3:http" -m tcp -j DNAT --to-destination 10.244.36.92:80
六、切换Service代理模式
service 默认使用iptables 代理模式
查看当前service使用的代理模式
上面知道了service的转发规则是由kube-proxy维护的 所以可以直接查看kube-proxy的日志即可
kubeadm方式:
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
...
kube-proxy-5nthr 1/1 Running 0 159d
kube-proxy-77bv7 1/1 Running 0 158d
kube-proxy-q4tjh 1/1 Running 0 158d
kube-proxy-v7s6z 1/1 Running 0 158d
1.查看任意一个kube-porxy就可以发现使用的是iptables代理模式
2.切换代理模式就需要修改kube-proxy的configmap
[root@k8s-master ~]# kubectl get configmaps -n kube-system
NAME DATA AGE
calico-config 4 158d
coredns 1 159d
extension-apiserver-authentication 6 159d
kube-proxy 2 159d
kube-root-ca.crt 1 159d
kubeadm-config 2 159d
kubelet-config-1.20 1 159d
[root@k8s-master ~]# kubectl edit configmaps/kube-proxy -n kube-system
...
apiVersion: v1
data:config.conf: |-apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1bindAddress: 0.0.0.0
#找到mode字段,为空的话代表使用的是默认的代理模式(iptables),若想使用ipvs的话 直接将mode的字段值改为 "ipvs"
#mode: ""
mode: "ipvs"
3.重启要修改代理模式的kube-proxy pod
[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod/kube-proxy-77bv7 -n kube-system
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n kube-system -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
kube-proxy-5nthr 1/1 Running 0 159d 192.168.77.11 k8s-master <none> <none>
kube-proxy-hzh9m 1/1 Running 0 7m2s 192.168.77.14 k8s-node3 <none> <none>
kube-proxy-q4tjh 1/1 Running 0 159d 192.168.77.13 k8s-node2 <none> <none>
kube-proxy-v7s6z 1/1 Running 0 159d 192.168.77.12 k8s-node1 <none> <none>
4.再次查看重启过的kube-proxy是否已经切换成了ipvs代理模式
如果想让所有的节点都生效的话,需要重建所有节点的kube-proxy pod
二进制方式:
通过kube-proxy的日志来查看当前使用的代理模式
1.修改kube-proxy配置文件并重启kubelet
[root@k8s-node3 cfg]# vim kube-proxy-config.yml
...
#添加/修改
mode: ipvs
ipvs:scheduler: "rr"#注:配置文件路径根据实际安装目录为准[root@k8s-node3 cfg]# systemctl restart kube-proxy
2.验证ipvs代理模式的规则
上面我们也知道了验证ipvs规则需要使用 “ipvsadm -L -n” 命令
所以需要在kube-proxy pod所在的相应节点上安装ipvsadm来进行验证
[root@k8s-node3 ~]# yum -y install ipvsadm[root@k8s-master ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
web3 NodePort 10.105.175.220 <none> 80:32306/TCP 25h
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-7fbc4b76bd-2z8zn 1/1 Running 0 29h 10.244.36.74 k8s-node1 <none> <none>
web-7fbc4b76bd-8qfn8 1/1 Running 0 29h 10.244.36.67 k8s-node1 <none> <none>
web-7fbc4b76bd-xzxrf 1/1 Running 0 29h 10.244.36.92 k8s-node1 <none> <none>[root@k8s-node3 ~]# ipvsadm -L -n
#找到service对应的cluster ip 即可看到现在所使用的规则(非常清晰)
#NodePort流量入口
TCP 192.168.77.14:32306 rr-> 10.244.36.67:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.36.74:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.36.92:80 Masq 1 0 0 [root@k8s-node3 ~]# ipvsadm -L -n
#找到service对应的cluster ip 即可看到现在所使用的规则(非常清晰)
#Cluster IP流量入口
TCP 10.105.175.220:80 rr-> 10.244.36.67:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.36.74:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.36.92:80 Masq 1 0 0
七、service总体工作流程
当客户端访问service时 实际是由iptables/ipvs来转发到后端的一组pod上,这些iptables/ipvs 转发的规则都是由kube-proxy进行管理维护的,它会根据你的工作模式来生成相应的规则;
八、kube-proxy ipvs和iptables的异同
iptables与IPVS都是基于Netfilter实现的,但因为定位不同,二者有着本质的差别:iptables是为防火墙而设计的;IPVS则专门用于高性能负载均衡,并使用更高效的数据结构(Hash表),允许几乎无限的规模扩张。
- 与iptables相比,IPVS拥有以下明显优势:
- 为大型集群提供了更好的可扩展性和性能;
- 支持比iptables更复杂的复制均衡算法(最小负载、最少连接、加权等);
- 支持服务器健康检查和连接重试等功能;
- 可以动态修改ipset的集合,即使iptables的规则正在使用这个集合。
九、Service DNS名称
service就类似于一个虚拟负载均衡器一样,而coredns就是为service进行解析的,它是一个DNS服务器,也是k8s默认使用的DNS,以Pod部署在集群中,CoreDNS服务监视Kubernetes API,为每一个Service创建DNS记录用于域名解析 这样我们就能在集群中使用servcie名称来访问service;
工作流程
在pod中解析service名称时,service名称会帮我们转发到coredns上,coredns会解析service名称并返回相对应的cluster ip,如果访问的是外部域名,那么会转到宿主机的dns上去处理,最后coredns是通过k8s api上去获取的service信息来创建的dns记录;
ClusterIP A记录格式:[service-name].[namespace-name].svc.cluster.local
示例:
my-service.my-namespace.svc.cluster.local
1.接下来创建一个pod来使用dns进行测试,看能不能通过名称来获取cluster ip
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 162d
web3 NodePort 10.105.175.220 <none> 80:32306/TCP 4d[root@k8s-master ~]# kubectl run bs --image=busybox:1.28.4 -- sleep 24h
pod/bs created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
bs 0/1 Running 0 6s[root@k8s-master ~]# kubectl exec -it pod/bs /bin/sh
/ # nslookup web3.default.svc.cluster.local
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.localName: web3.default.svc.cluster.local
Address 1: 10.105.175.220 web3.default.svc.cluster.local
#可以看到这里解析出的IP就是上面web3这个service的cluster ip/ # ping web3.default.svc.cluster.local
PING web3.default.svc.cluster.local (10.105.175.220): 56 data bytes
#使用ping命令也是可以解析到web3这个service的cluster ip 的/ # wget web3.default.svc.cluster.local
Connecting to web3.default.svc.cluster.local (10.105.175.220:80)
index.html 100% |*******************************************************************************************************************************************| 612 0:00:00 ETA
/ # cat index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>body {width: 35em;margin: 0 auto;font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p><p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p><p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
#也可以使用curl命令根据servicename 来访问这个页面 或者使用wget命令根据servicename 来下载这个页面
2.接下来查看内部的dns是如何配置的
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc -n kube-system
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE 81d
kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP,9153/TCP 162d
.../ # cat /etc/resolv.conf
nameserver 10.96.0.10
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5
#可以看出这个IP就是 coredns服务器的IP,所以说集群内部所有的请求都会发送到coredns服务器上,它里面维护了service的dns记录 / # ping www.baidu.com
PING www.baidu.com (180.101.50.242): 56 data bytes
64 bytes from 180.101.50.242: seq=0 ttl=49 time=14.356 ms
64 bytes from 180.101.50.242: seq=1 ttl=49 time=14.250 ms
#coredns是不维护百度的域名记录的,它是有专门的dns服务器来维护的,所以如果访问的域名不在 "search" 范围之内,就会交给宿主机的dns进行处理,相当于coredns 代替了 宿主机的dns解析的外部域名;
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C语言给定数字0-9各若干个。你可以以任意顺序排列这些数字,但必须全部使用。目标是使得最后得到的数尽可能小(注意0不能做首位)
这个题目要求的输出是一串数字!!! 不是下面:输入在一行中给出 10 个非负整数,顺序表示我们拥有数字 0、数字 1、……数字 9 的个数。整数间用一个空格分隔。10 个数字的总个数不超过 50,且至少拥有 1 个非…...
vue+elementUI的tabs与table表格联动固定与滚动位置
有个变态的需求,要求tabs左侧固定,右侧是表格,点击左侧tab,右侧表格滚动到指定位置,同时,右侧滚动的时候,左侧tab高亮相应的item 上图 右侧的高度非常高,内容非常多 常规的瞄点不适…...
鸿蒙4.0开发笔记之ArkTS语法基础之应用生命周期与页面中组件的生命周期(十六)
文章目录 一、应用生命周期二、生命周期函数定义三、生命周期五函数练习 一、应用生命周期 1、定义 应用生命周期就是代表了一个HarmonyOS应用中所有页面从创建、开启到销毁等过程的全生命周期。查看路径如下: Project/entry/src/main/ets/entryability/EntryAbili…...
Android的前台服务
概述 前台服务是用户主动意识到的一种服务,因此在内存不足时,系统也不会考虑将其终止。前台服务必须为状态栏提供通知,将其放在运行中的标题下方。这意味着除非将服务停止或从前台移除,否则不能清除该通知。 在 Android 8.0&…...
99%小白不知道,BI报表能自动生成
BI报表的制作步骤、操作方式都很简单,基本是有手就会,但在繁忙的工作中,还是有很多人没时间去从零开发BI报表。那怎么办呢?99%的小白或许都不知道,BI报表能自动生成。 是的,你没看错,就是由BI系…...
rabbitmq技术
1,docker运行rabbitmq docker run --restartalways -d --hostname my-rabbit --name rabbit -p 15672:15672 -p 5672:5672 rabbitmq 2,新增管理员用户 rabbitmq服务,添加用户以及授权_rabbitmq添加用户授权_ROBOT玲玉的博客-CSDN博客...
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在 Java 中调用 Go 的大致过程如下go --> cgo --> jna --> java整个过程要解决的问题主要两个:数据类型在两种语言中如何转化何时清理无用的数据下面就围绕上述调用过程来阐述,本文涉及代码完整版可以下面链接找到:Go -> Cgo这是…...
汕头市网站建设/seo技术论坛
MVC中怎么设置默认页,在webform中 只要右键设置起始页就可以,但MVC中却没有这个功能,其实MVC更简单 如下: Login是控制器,Index 是动作 在全局Global.asax中改动下即可 这个是针对area的默认页 namespaces࿱…...
网上发布信息的网站怎么做的/百度极速版app下载安装挣钱
点击上方“蓝色字”可关注我们!编辑:铅笔盒Po.et 核心组件概述本文由Po.et核心开发成员Lautaro Dragan 撰写,详细剖析了Po.et的技术细节。在Po.et发布时,我们就有打算要建立一个可以用来管理数字资产所有权的安全、稳定的系统的愿…...
建设公司建站系统/seo搜索引擎优化薪资水平
SAP锁机制一、SAP为什么要设置锁: 1,保持数据的一致性 如果几个用户要访问同样的资源,需要找到一种同步访问的方法去保持数据的一致性。比如说,在航班预订系 统中,需要检查还有没有空座位,当检查的时…...
wordpress 边框线/网站百度收录要多久
满意答案fate夏陌2017.06.02采纳率:40% 等级:9已帮助:16人展开全部 首先、仿真时间要设置好,时间太长了就会一直等着。第二、变步长解法器也要设置第三、变步长的最大值也要设置当然越小越好,但是太小了会仿真的时间…...
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运算符含义运算符含义&按位与~取反|按位或<<左移^按位异或>>右移运算量只能是整型或字符型的数据,不能为实型数据。 & 如果参加&运算的是负数,则以补码的形式表示为二进制数,然后按位进行“与”运算。 用途&#x…...