Karmada 多集群服务发现

一、背景介绍

多集群架构下，不同 Kubernetes 集群间的服务如何互通是核心挑战。Karmada 支持 Kubernetes Multi‑cluster Service APIs（MCS），通过 ServiceExport 和 ServiceImport 实现跨集群服务发现与调用，帮助多集群服务统一管理和访问。安装和部署可以参考此链接。

二、关键资源与概念

资源类型	作用描述	创建位置
ServiceExport	声明某服务要被跨集群导出	控制面集群 (Host)
ServiceImport	表示控制面集群导入该服务，实现跨集群访问	控制面集群 (Host)
PropagationPolicy	用于跨集群传播资源	控制面集群 (Host)

三、ServiceExport 和 ServiceImport 的使用场景

3.1 ServiceExport 使用场景

• 服务提供方向外共享服务时使用
  某个成员集群中有服务需要暴露给其他集群访问时，需在该成员集群创建对应的 ServiceExport 资源。
• 标识“这是一个跨集群共享的服务”，Karmada 根据此资源在控制面集群生成对应的 ServiceImport，并同步给需要访问的集群。
• 典型场景：多活架构中，各集群运行不同服务副本，需统一暴露给消费者集群。

3.2 ServiceImport 使用场景

• 服务消费方集群创建，代表该集群“导入”了某个跨集群服务，形成本地访问入口。
• 通过 ServiceImport，目标集群会自动创建与原服务对应的“派生服务”（Derived Service），Pod 可直接访问。
• 典型场景：需要访问其他集群服务的集群，为服务调用端提供访问接口。

四、环境准备

• Karmada 已安装并运行，控制面集群和多个成员集群已加入；
• 集群网络环境已经打通；
• 各集群 Pod 和 Service CIDR 不冲突，网络连通；
• 已安装 ServiceExport 和 ServiceImport CRD，并通过 PropagationPolicy 同步到成员集群。

五、操作流程

1. 在成员集群部署服务

例如，在成员集群 Member1 中部署示例应用：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: serve
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: servetemplate:metadata:labels:app: servespec:containers:- name: serveimage: jeremyot/serve:0a40de8args:- "--message='hello from cluster member1 (Node: {{env \"NODE_NAME\"}} Pod: {{env \"POD_NAME\"}} Address: {{addr}})'"env:- name: NODE_NAMEvalueFrom:fieldRef:fieldPath: spec.nodeName- name: POD_NAMEvalueFrom:fieldRef:fieldPath: metadata.name
---      
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: serve
spec:ports:- port: 80targetPort: 8080selector:app: serve
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:name: mcs-workload
spec:resourceSelectors:- apiVersion: apps/v1kind: Deploymentname: serve- apiVersion: v1kind: Servicename: serveplacement:clusterAffinity:clusterNames:- member1

部署完成后，确保 Service 和 Deployment 运行正常。

2. 创建 ServiceExport

在控制面集群创建 ServiceExport，声明将 serve 服务导出：

apiVersion: multicluster.x-k8s.io/v1alpha1
kind: ServiceExport
metadata:name: serve
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:name: serve-export-policy
spec:resourceSelectors:- apiVersion: multicluster.x-k8s.io/v1alpha1kind: ServiceExportname: serveplacement:clusterAffinity:clusterNames:- member1

通过 PropagationPolicy，将该 ServiceExport 资源传播到 Member1。

3. 创建 ServiceImport 并传播到目标成员集群

在控制面集群创建对应的 ServiceImport，表示该服务已被导入：

apiVersion: multicluster.x-k8s.io/v1alpha1
kind: ServiceImport
metadata:name: serve
spec:type: ClusterSetIPports:- port: 80protocol: TCP
---
apiVersion: policy.karmada.io/v1alpha1
kind: PropagationPolicy
metadata:name: serve-import-policy
spec:resourceSelectors:- apiVersion: multicluster.x-k8s.io/v1alpha1kind: ServiceImportname: serveplacement:clusterAffinity:clusterNames:- member2

再用 PropagationPolicy 将 ServiceImport 传播到目标成员集群 Member2。

4. 访问跨集群服务

在 Member2 集群中，Pod 可以访问导入的服务，示例命令：

kubectl --context member2 exec -it <pod-name> -- curl <derived-service-cluster-ip>:80

这表示 Member2 集群中的 Pod 能通过 ServiceImport 自动创建的服务访问 Member1 的应用，实现跨集群服务调用。