K8s新手系列之Service资源
概述官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/service/
在kubernetes中，pod是应用程序的载体，我们可以通过pod的ip来访问应用程序，但是pod的ip地址不是固定的，这也就意味着不方便直接采用pod的ip对服务举行访问。
为相识决这个问题，kubernetes提供了Service资源，Service会对提供同一个服务的多个pod举行聚合，并且提供一个统一的入口地址。通过访问Service的入口地址就能访问到后面的pod服务。
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Service在许多环境下只是一个概念，真正起作用的其实是kube-proxy服务进程，每个Node节点上都运行着一个kube-proxy服务进程。当创建Service的时候会通过api-server向etcd写入创建的service的信息，而kube-proxy会基于监听的机制发现这种Service的变动，然后它会将最新的Service信息转换成对应的访问规则。
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简单点说就是：Service可以实现pod的负载平衡和服务发现功能，为访问Pod提供了统一的访问入口。
Service的类型
Service的类型有四类：分别是以下四类
ClusterIP
这是svc默认的类型，是k8s集群内部分配的虚拟IP，实用于集群内部举行访问，外部访问不到，但是可以利用 Ingress 大概 Gateway API 来公开服务。创建svc时会自动关联endpoints资源。
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NodePort
在ClusterIP基础之上，多添加了对所有Worker节点实现端口映射的功能。NodePort的工作原理其实就是将service的端口映射到Node的一个端口上，然后就可以通过NodeIp:NodePort来访问service了。
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LoadBalancer
实现负载平衡的服务，主要应用场景是云厂商环境，它能够为服务提供外部可访问的 IP 地址。这种类型的服务通过云服务提供商的负载平衡器实现，允许外部流量进入集群中的 Pod。
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ExternalName
ExternalName类型的Service用于引入集群外部的服务，它通过ExternalName属性指定外部一个服务的地址，然后在集群内部访问此service就可以访问到外部的服务了。
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Service的作用
服务发现与负载平衡
[*]服务发现：Kubernetes 中的 Pod 是动态创建和销毁的，它们的 IP 地址也是动态分配的。Service 为一组具有雷同功能的 Pod 提供了一个固定的虚拟 IP 地址和 DNS 名称。其他组件可以通过这个固定的地址来访问这些 Pod，而无需关心详细 Pod 的 IP 地址变化。
[*]负载平衡：Service 可以将流量均匀地分发到后端的多个 Pod 上，实现负载平衡的功能。这样可以确保应用能够处置惩罚大量的并发哀求，提高系统的性能和可靠性。例如，一个 Web 应用可能由多个 Pod 组成，通过 Service 可以将用户的哀求平衡地分配到这些 Pod 上，克制单个 Pod 因负载过高而出现性能问题。
应用解耦
[*]解耦客户端与服务端：Service 使得客户端与后端服务的 Pod 之间实现相识耦。客户端只需要知道 Service 的地址，而不需要相识后端详细有哪些 Pod 以及它们的状态。当后端 Pod 发生变化（如扩容、缩容或升级）时，客户端无需举行任何修改，仍然可以通过 Service 正常访问服务。
[*]支持微服务架构：在微服务架构中，不同的微服务之间通常需要相互调用。Service 为每个微服务提供了独立的访问入口，使得各个微服务可以独立地举行部署、扩展和升级，而不会影响到其他微服务。这种解耦方式提高了整个系统的可维护性和可扩展性。
提供稳定的网络端点
[*]外部访问入口：对于需要对外提供服务的应用，Service 可以作为外部访问的入口点。通过将 Service 设置为 NodePort 类型或 LoadBalancer 类型，可以将服务暴露到集群外部，让外部用户能够访问到 Kubernetes 集群中的应用。
[*]内部网络隔离：在 Kubernetes 集群内部，Service 还可以用于实现网络隔离。通过定义不同的 Service 和相应的访问规则，可以限制哪些 Pod 能够访问特定的服务，从而提高集群的安全性和稳定性。
方便应用管理与维护
[*]统一管理：通过 Service，可以对一组相关的 Pod 举行统一的管理和配置。例如，可以通过 Service 来设置访问策略、监控指标收集等，而无需对每个 Pod 单独举行配置。
[*]简化运维操纵：当需要对应用举行升级、回滚或其他运维操纵时，只需要对 Service 举行相应的配置修改，Kubernetes 会自动根据 Service 的定义来调整后端 Pod 的状态，从而简化了运维操纵的复杂度。
Service的工作原理
Service 通过 Label Selector 来选择对应的 Pods，当 Service 吸收到哀求时，它会根据负载平衡算法将哀求转发到后端的某个 Pod 上。K8s 中的 kube - proxy 组件负责在节点上维护网络规则，确保 Service 能够精确地将流量路由到后端 Pods。
Service的资源配置文件
apiVersion: v1 # API版本，Service属于核心API组，固定使用v1
kind: Service # 资源类型为Service
metadata: # 元数据，定义Service的标识信息
name: my-service # Service名称，必须符合DNS标签规范
namespace: default # 命名空间，默认为default
labels: # 标签，用于组织和选择资源
app: my-app
tier: backend
annotations: # 注解，用于存储非标识性元数据（如配置信息）
service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: nlb
spec: # 服务规范，定义Service的行为和关联的Pod
type: ClusterIP # Service类型（ClusterIP/NodePort/LoadBalancer/ExternalName）
selector: # 标签选择器，用于确定哪些Pod属于此服务
app: my-app
tier: backend
ports: # 端口配置，定义服务如何接收流量
- name: http # 端口名称，必须符合DNS标签规范
protocol: TCP # 协议类型，支持TCP/UDP/SCTP，默认为TCP
port: 80 # 服务暴露的端口（集群内部访问使用）
targetPort: 8080 # 后端Pod接收流量的端口
nodePort: 30080 # NodePort类型时，节点上暴露的端口（30000-32767）
externalIPs: # 外部IP列表，允许通过这些IP访问服务
- 80.11.12.10
sessionAffinity: None # 会话亲和性（None/ClientIP），默认为None
sessionAffinityConfig:# 会话亲和性配置（仅当sessionAffinity为ClientIP时有效）
clientIP:
timeoutSeconds: 10800# 客户端IP会话保持时间（秒）
loadBalancerIP: 70.42.103.12# LoadBalancer类型时，指定负载均衡器的IP
loadBalancerSourceRanges: # 限制访问LoadBalancer的客户端IP范围
- 10.0.0.0/8
externalName: my.database.example.com# ExternalName类型时，指定外部域名
publishNotReadyAddresses: false# 是否发布未就绪的端点，默认为falseService之ClusterIP实战
这是svc默认的类型，是k8s集群内部分配的虚拟IP，实用于集群内部举行访问，外部访问不到，但是可以利用 Ingress 大概 Gateway API 来公开服务。创建svc时会自动关联endpoints资源。
创建一个Deployment
# cat deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-nginx
namespace: default
spec:
# 设置Pod的副本数量
replicas: 3
selector:
# 标签匹配规则
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
name: pod-nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: container-nginx
image: nginx:1.14.1
restartPolicy: Always
# 创建deploy
# kubectl apply -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/deployment-nginx created创建Service
# 定义service
# cat service-clusterip.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
# 需要和pod在一个命名空间内
namespace: default
name: nginx-svc-clusterip
spec:
# 定义service的类型
type: ClusterIP
# 标签选择器，选择pod的标签，而不是deploy的标签
selector:
app: nginx
# 定义端口映射
ports:
- name: clusterip-nginx
# 访问service的端口
port: 6789
# 容器的端口
targetPort: 80
protocol: TCP
# 创建service
# kubectl apply -f service-clusterip.yaml
service/nginx-svc-clusterip created查看service的详情
# 查看service
# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
nginx-svc-clusterip ClusterIP 10.96.3.77 <none> 6789/TCP 91s app=nginx
# 查看详情
# kubectl describe svc nginx-svc-clusterip
Name: nginx-svc-clusterip
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx
Type: ClusterIP
IP Family Policy:SingleStack
IP Families: IPv4
IP: 10.96.3.77
IPs: 10.96.3.77
Port: clusterip-nginx6789/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 100.117.144.188:80,100.117.144.189:80,100.95.185.217:80
Session Affinity:None
Events: <none>注意看Endpoints字段，该字段对应的是关联的所有的pod的IP:PORT地址，service和pod之间的接洽是通过endpoints实现的。
访问service
访问clusterip的service需要通太过配给service的IP和PORT举行访问
# 可以看到CLUSTER-IP字段分配的值是10.96.3.77，PORT(S)字段的值是6789（我们在资源配置文件中定义的）
# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
nginx-svc-clusterip ClusterIP 10.96.3.77 <none> 6789/TCP 91s app=nginx
# 访问service
# curl 10.96.3.77:6789
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
# 省略部分内容
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>Service之NodePort实战
ClusterIP只能在K8s集群内部访问，外部无法访问，而NodePort在ClusterIP基础之上，多添加了对所有Worker节点实现端口映射的功能。实现了外部访问Pod。
NodePort的工作原理其实就是将service的端口映射到Node的一个端口上，然后就可以通过NodeIp:NodePort来访问service了。
创建deployment
# 定义资源文件
# cat deploy-tomcat.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-tomcat
namespace: default
spec:
# 定义更新策略
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 1
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: tomcat
template:
metadata:
name: pod-tomcat
labels:
app: tomcat
spec:
containers:
- name: container-tomcat
image: tomcat:9.0
restartPolicy: Always
# 创建deployment
# kubectl apply -f deploy-tomcat.yaml
deployment.apps/deployment-tomcat created创建service
# 定义资源文件
# cat service-nodeport.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
# 需要和pod在一个命名空间内
namespace: default
name: tomcat-svc-nodeport
spec:
# 定义service的类型
type: NodePort
# 标签选择器，选择pod的标签，而不是deploy的标签
selector:
app: tomcat
# 定义端口映射
ports:
- name: nodeport-tomcat
# 访问service的端口
port: 16789
# 容器的端口
targetPort: 8080
# nodePort的取值是30000-32767，会随机生成，但建议配置
nodePort: 31180
protocol: TCP
# 创建service
# kubectl apply -f service-nodeport.yaml
service/tomcat-svc-nodeport created查看service
## 查看service
# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
tomcat-svc-nodeport NodePort 10.96.0.110 <none> 16789:31180/TCP 54s app=tomcat
# 查看详情
# kubectl describe svc tomcat-svc-nodeport
Name: tomcat-svc-nodeport
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=tomcat
Type: NodePort
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: 10.96.0.110
IPs: 10.96.0.110
Port: nodeport-tomcat16789/TCP
TargetPort: 8080/TCP
NodePort: nodeport-tomcat31180/TCP
Endpoints: <none>
Session Affinity: None
External Traffic Policy:Cluster
Events: <none>访问service
访问nodeport的service可以通过集群内部的IP:PORT举行访问，也可以通过node节点的IP:PORT举行访问
通过所有node节点均可访问
## 查看service
# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
tomcat-svc-nodeport NodePort 10.96.0.110 <none> 16789:31180/TCP 54s app=tomcat
# 通过集群内部
curl 10.96.0.110:16789
# 通过node节点进行访问
curl 10.0.0.30:31180
curl 10.0.0.31:31180
curl 10.0.0.32:31180Service之ExternalName实战
ExternalName类型的Service用于引入集群外部的服务，它通过ExternalName属性指定外部一个服务的地址，然后在集群内部访问此service就可以访问到外部的服务了。
创建service
# 定义配置文件
# cat service-externalname.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: baidu-externalname
spec:
type: ExternalName
externalName: www.baidu.com
#ports:
#- name: baidu-name
#port: 443 # 服务端口（集群内部使用）
#targetPort: 443 # 外部服务实际端口
#protocol: TCP
# 创建service
# kubectl apply -f service-externalname.yaml
service/baidu-externalname created查看详情
# 查看service
# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
baidu-externalname ExternalName <none> www.baidu.com <none> 47s
# 查看service详情
# kubectl describe svc baidu-externalname
Name: baidu-externalname
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: <none>
Type: ExternalName
IP Families: <none>
IP:
IPs: <none>
External Name: www.baidu.com
Session Affinity:None
Events: <none>验证集群内部访问
# 创建busybox容器进行访问测试
# kubectl run -it --rm dns-test --image=busybox:1.28
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
# nslookup 验证
/ # nslookup baidu-externalname
Server: 10.96.0.10
Address 1: 10.96.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
Name: baidu-externalname
Address 1: 2409:8c00:6c21:118b:0:ff:b0e8:f003
Address 2: 2409:8c00:6c21:11eb:0:ff:b0bf:59ca
Address 3: 39.156.70.239
Address 4: 39.156.70.46
# ping进行访问
/ # pingbaidu-externalname
PING baidu-externalname (39.156.70.239): 56 data bytes
64 bytes from 39.156.70.239: seq=0 ttl=127 time=15.301 ms
64 bytes from 39.156.70.239: seq=1 ttl=127 time=14.258 ms
64 bytes from 39.156.70.239: seq=2 ttl=127 time=29.040 msService之LoadBalancer（省略）
LoadBalancer现在没有云环境，在这儿先省略
Service的管理
查看Service
语法：
kubectl get svc <svc-name> -n <namespace>示例：
# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
baidu-externalname ExternalName <none> www.baidu.com <none> 23m
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 13d
nginx-svc-clusterip ClusterIP 10.96.3.77 <none> 6789/TCP 4d20h
tomcat-svc-nodeport NodePort 10.96.0.110 <none> 16789:31180/TCP 49m修改Service
有两种方式，一种是通过kubectl edit svc 来举行修改，会打开一个雷同vim的界面，修改其对应的值即可，最后wq生存即可应用你的配置.
另一种方式则是修改对应的资源文件，最后利用kubectl apply -f 即可。
删除Service
语法：
kubectl delete svc <svc-name> -n <namespace>
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