Kubernetes中，通過Service訪問Pod快速入門
一.背景
理想狀態下，我們可以認為Kubernetes Pod是健壯的。但是，理想與現實的差距往往是非常大的。很多情況下，Pod中的容器可能會因為發生故障而死掉。Deployment等Controller會通過動態建立和銷燬Pod來保證應用整體的健壯性。眾所周知，每個pod都擁有自己的IP地址，當新的Controller用新的Pod替代發生故障的Pod時，我們會發現，新的IP地址可能跟故障的Pod的IP地址可能不一致。此時，客戶端如何訪問這個服務呢？Kubernetes中的Service應運而生。
二.實踐步驟
2.1 建立Deployment：httpd。
Kubernetes Service 邏輯上代表了一組具有某些label關聯的Pod，Service擁有自己的IP，這個IP是不變的。無論後端的Pod如何變化，Service都不會發生改變。建立YAML如下：
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: httpd
spec:
replicas: 4
template:
metadata:
labels:
run: httpd
spec:
containers:
- name: httpd
image: httpd
ports:
- containerPort: 80配置命令：
[[email protected] ~]# kubectl apply -f Httpd-Deployment.yaml deployment.apps/httpd created
稍後片刻：
[[email protected] ~]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE
httpd-79c4f99955-dbbx7 1/1 Running 0 7m32s 10.244.2.35 k8s-n2 <none>
httpd-79c4f99955-djv44 1/1 Running 0 7m32s 10.244.1.101 k8s-n1 <none>
httpd-79c4f99955-npqxz 1/1 Running 0 7m32s 10.244.1.102 k8s-n1 <none>
httpd-79c4f99955-vkjk6 1/1 Running 0 7m32s 10.244.2.36 k8s-n2 <none>
[ 2.2 建立Service：httpd-svc。
建立YAML如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: httpd-svc
spec:
selector:
run: httpd
ports:
- protocol: TCP
port: 8080
targetPort: 80配置完成並觀察：
[[email protected] ~]# kubectl apply -f Httpd-Service.yaml
service/httpd-svc created
[[email protected] ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
httpd-svc ClusterIP 10.110.212.171 <none> 8080/TCP 14s
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 11d
[[email protected] ~]# curl 10.110.212.171:8080
<html><body><h1>It works!</h1></body></html>
[[email protected] ~]# kubectl describe service httpd-svc
Name: httpd-svc
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
{"apiVersion":"v1","kind":"Service","metadata":{"annotations":{},"name":"httpd-svc","namespace":"default"},"spec":{"ports":[{"port":8080,"...
Selector: run=httpd
Type: ClusterIP
IP: 10.110.212.171
Port: <unset> 8080/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 10.244.1.101:80,10.244.1.102:80,10.244.2.35:80 + 1 more...
Session Affinity: None
Events: <none>從以上內容中的Endpoints可以看出服務httpd-svc下面包含我們指定的labels的Pod，cluster-ip通過iptables成功對映到Pod IP，成功。再通過iptables-save命令看一下相關的iptables規則。
[[email protected] ~]# iptables-save |grep "10.110.212.171"
-A KUBE-SERVICES ! -s 10.244.0.0/16 -d 10.110.212.171/32 -p tcp -m comment --comment "default/httpd-svc: cluster IP" -m tcp --dport 8080 -j KUBE-MARK-MASQ
-A KUBE-SERVICES -d 10.110.212.171/32 -p tcp -m comment --comment "default/httpd-svc: cluster IP" -m tcp --dport 8080 -j KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP
[[email protected] ~]# iptables-save|grep -v 'default/httpd-svc'|grep 'KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP'
:KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP - [0:0]
-A KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP -m statistic --mode random --probability 0.25000000000 -j KUBE-SEP-R5YBMKYSG56R4KDU
-A KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP -m statistic --mode random --probability 0.33332999982 -j KUBE-SEP-7G5ANBWSVVLRNZAH
-A KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP -m statistic --mode random --probability 0.50000000000 -j KUBE-SEP-2PT6QZGNQHS4OL4I
-A KUBE-SVC-RL3JAE4GN7VOGDGP -j KUBE-SEP-I4PXZ6UARQLLOV4E我們可以進一步檢視相關的轉發規則，此處省略。iptables將訪問Service的流量轉發到後端Pod，使用類似於輪詢的的負載均衡策略。
2.3 通過域名訪問Service。
我們的平臺是通過kubeadm部署的，版本是v1.12.1，這個版本自帶的dns相關元件是coredns。
[[email protected] ~]# kubectl get deployment --namespace=kube-system
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
coredns 2 2 2 2 17d通過建立一個臨時的隔離環境來驗證一下DNS是否生效。
[[email protected] ~]# kubectl run -it --rm busybox --image=busybox /bin/sh
kubectl run --generator=deployment/apps.v1beta1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl create instead.
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # wget httpd-svc.default:8080
Connecting to httpd-svc.default:8080 (10.110.212.171:8080)
index.html 100% |*******************************************************************************************************************************| 45 0:00:00 ETA
/ # cat index.html
<html><body><h1>It works!</h1></body></html>順便提一下，在未來版本中，kubectl run可能不再被支援，推薦使用kubectl create替代。此處偷了個懶，後續不建議如此操作。
在以上例子中，臨時的隔離環境的namespace為default，與我們新建的httpd-svc都在同一namespace內，httpd-svc.default的default可以省略。如果跨namespace訪問的話，那麼namespace是不能省略的。
2.4 外網訪問Service。
通常情況下，我們可以通過四種方式來訪問Kubeenetes的Service，分別是ClusterIP，NodePort，Loadbalance，ExternalName。在此之前的實驗都是基於ClusterIP的，叢集內部的Node和Pod均可通過Cluster IP來訪問Service。NodePort是通過叢集節點的靜態埠對外提供服務。
接下來我們將以NodePort為例來進行實際演示。修改之後的Service的YAML如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: httpd-svc
spec:
type: NodePort
selector:
run: httpd
ports:
- protocol: TCP
nodePort: 31688
port: 8080
targetPort: 80配置後觀察：
[[email protected] ~]# kubectl apply -f Httpd-Service.yaml
service/httpd-svc configured
[[email protected] ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
httpd-svc NodePort 10.110.212.171 <none> 8080:31688/TCP 117m
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 12dService httpd-svc的埠被對映到了主機的31688埠。YAML檔案如果不指定nodePort的話，Kubernetes會在30000-32767範圍內為Service分配一個埠。此刻我們就可以通過瀏覽器來訪問我們的服務了。在與node網路互通的環境中，通過任意一個Node的IP:31688即可訪問剛剛部署好的Service。
三.總結
- 這些天一直在看kubernetes相關的書籍和文件，也一直在測試環境中深度體驗kubernetes帶來的便捷，感觸良多，綜合自己的實踐寫下了這篇文章，以便後期溫習。距離生產環境上線的時間越來越近，希望在生產環境上線之前吃透kubernetes。
- 學習任何新東西都必須靜下心來，光看還不夠，還要結合適量的實際操作。操作完成之後要反覆思考，總結，沉澱，這樣才能成長。
- Kubernetes確實是一個比較複雜的系統，概念很多，也比較複雜，在操作之前需要把基本概念理解清楚。