k8s的service

 什么是微服务

用控制器来完成集群的工作负载，那么应用如何暴漏出去？需要通过微服务暴漏出去后才能被访问

-  Service是一组提供相同服务的Pod对外开放的接口。
-  借助Service，应用可以实现服务发现和负载均衡。
-  sericev默认只支持4层负载均衡能力，没有7层功能。（可以通过Ingress实现）

微服务的类型

微服务类型	作用描述
ClusterIP	默认值，k8s系统给service自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问
NodePort	将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，访问任意一个NodeIP:nodePort都将路由到ClusterIP
LoadBalancer	在NodePort的基础上,借助cloud provider创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到 NodeIP:NodePort，此模式只能在云服务器上使用
ExternalName	将服务通过 DNS CNAME 记录方式转发到指定的域名（通过 spec.externlName 设定

三 ipvs模式

• Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的

• kube-proxy 通过 iptables 处理 Service 的过程，需要在宿主机上设置相当多的 iptables 规则，如果宿主机有大量的Pod，不断刷新iptables规则，会消耗大量的CPU资源

• IPVS模式的service，可以使K8s集群支持更多量级的Podps -ef | grep kube 

3.1 ipvs模式配置方式

1 在所有节点中安装ipvsadm

[root@k8s-所有节点 pod]yum install ipvsadm –y

[root@k8s-master pod]# ps ax | grep kube

2 修改master节点的代理配置
[root@k8s-master ~]# kubectl -n kube-system edit cm kube-proxy

3 重启pod，在pod运行时配置文件中采用默认配置，当改变配置文件后已经运行的pod状态不会变化，所以要重启pod

[root@k8s-master pod]# kubectl -n kube-system get all
 

[root@k8s-master pod]# kubectl -n kube-system get pod | awk '/proxy/{system("kubectl -n kube-system delete pods "$1)}'

[root@k8s-master pod]# ipvsadm -Ln

[!NOTE]

切换ipvs模式后，kube-proxy会在宿主机上添加一个虚拟网卡：kube-ipvs0，并分配所有service IP

[root@k8s-master ~]# ip a | tailinet6 fe80::c4fb:e9ff:feee:7d32/64 scope linkvalid_lft forever preferred_lft forever
8: kube-ipvs0: <BROADCAST,NOARP> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group defaultlink/ether fe:9f:c8:5d:a6:c8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 10.96.0.10/32 scope global kube-ipvs0valid_lft forever preferred_lft foreverinet 10.96.0.1/32 scope global kube-ipvs0valid_lft forever preferred_lft foreverinet 10.97.59.25/32 scope global kube-ipvs0valid_lft forever preferred_lft forever

微服务类型详解

clusterip

特点：

clusterip模式只能在集群内访问，并对集群内的pod提供健康检测和自动发现功能

示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:labels:run: testpodname: testpod
spec:ports:- port: 80protocol: TCPtargetPort: 80selector:run: testpodtype: ClusterIP

[root@k8s-master pod]# kubectl run testpod1 --image myapp:v1
pod/testpod1 created
[root@k8s-master pod]# kubectl get pods --show-labels
[root@k8s-master pod]# kubectl label pod testpod1 run=testpod --overwrite

自动发现

[root@k8s-master pod]# kubectl -n kube-system get all
 

[root@k8s-master pod]# dig testpod.default.svc.cluster.local @10.96.0.10
 

[root@k8s-master pod]# kubectl run busybox -it --image busyboxplus:latest
 

ClusterIP中的特殊模式headless

headless（无头服务）

对于无头 Services 并不会分配 Cluster IP，kube-proxy不会处理它们， 而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由，集群访问通过dns解析直接指向到业务pod上的IP，所有的调度有dns单独完成

[root@k8s-master pod]# kubectl delete pod busybox
容器内测试

nodeport

通过ipvs暴漏端口从而使外部主机通过master节点的对外ip:<port>来访问pod业务

其访问过程为：

示例：

 

[!NOTE]

nodeport默认端口

nodeport默认端口是30000-32767，超出会报错

如果需要使用这个范围以外的端口就需要特殊设定

[root@k8s-master ~]# vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

- --service-node-port-range=30000-40000

[!NOTE]

添加“--service-node-port-range=“ 参数，端口范围可以自定义

修改后api-server会自动重启，等apiserver正常启动后才能操作集群

集群重启自动完成在修改完参数后全程不需要人为干预

loadbalancer

云平台会为我们分配vip并实现访问，如果是裸金属主机那么需要metallb来实现ip的分配

LoadBalancer模式适用云平台，裸金属环境需要安装metallb提供支持

• LoadBalancer：核心是分发网络请求（如 HTTP、TCP 流量）到多台服务器，实现负载均衡、高可用，提升服务响应能力。
• DHCP：核心是分配网络配置（如 IP 地址、子网掩码、网关）给客户端设备，简化网络参数的手动配置流程。

metalLB

官网：Installation :: MetalLB, bare metal load-balancer for Kubernetes

metalLB功能

为LoadBalancer分配vip

1.设置ipvs模式
[root@k8s-master ~]# kubectl edit cm -n kube-system kube-proxy
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: "ipvs"
ipvs:
  strictARP: true

2.下载部署文件

3.修改文件中镜像地址,与harbor仓库路径保持一致
[root@k8s-master ~]# vim metallb-native.yaml
...
image: metallb/controller:v0.14.8
image: metallb/speaker:v0.14.8

4.上传镜像到harbor

[root@k8s-master metalLB]# docker tag quay.io/metallb/controller:v0.14.8 reg.lilee.org/metallb/controller:v0.14.8
[root@k8s-master metalLB]# docker push reg.lilee.org/metallb/controller:v0.14.8
[root@k8s-master metalLB]# docker tag quay.io/metallb/speaker:v0.14.8 reg.lilee.org/metallb/speaker:v0.14.8
[root@k8s-master metalLB]# docker push reg.lilee.org/metallb/speaker:v0.14.8

部署服务

配置分配地址段

[root@k8s-master ~]# vim configmap.yml

#通过分配地址从集群外访问服务
[root@reg ~]# curl  172.25.254.50

externalname

• 开启services后，不会被分配IP，而是用dns解析CNAME固定域名来解决ip变化问题

• 一般应用于外部业务和pod沟通或外部业务迁移到pod内时

• 在应用向集群迁移过程中，externalname在过度阶段就可以起作用了。

• 集群外的资源迁移到集群时，在迁移的过程中ip可能会变化，但是域名+dns解析能完美解决此问题

示例：

[root@k8s-master pod]# kubectl run -it test --image busyboxplus
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # ping testpod

status

[root@k8s-master pod]# kubectl create service clusterip web --clusterip="None" --dry-run=client -o yaml > service.yml

[root@k8s-master pod]# kubectl apply -f service.yml

[root@k8s-master pod]# kubectl apply -f web.yaml
 

 

复制一个标签

[root@k8s-master pod]# kubectl -n kube-system get svc
 

[root@k8s-master pod]# dig web-0.web.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10
[root@k8s-master ~]# watch -n 1 kubectl get pods -o wide
 

 Ingress-nginx

官网：

Installation Guide - Ingress-Nginx Controller

- 一种全局的、为了代理不同后端 Service 而设置的负载均衡服务,支持7层
- Ingress由两部分组成：Ingress controller和Ingress服务
- Ingress Controller 会根据你定义的 Ingress 对象，提供对应的代理能力。
- 业界常用的各种反向代理项目，比如 Nginx、HAProxy、Envoy、Traefik 等，都已经为Kubernetes 专门维护了对应的 Ingress Controller。

部署ingress

下载部署文件

[root@k8s-master app]# kubectl expose deployment myappv1 --port 80 --target-port 80 --dry-run=client -o yaml >> myapp-v1.yaml
[root@k8s-master app]# kubectl expose deployment myappv2 --port 80 --target-port 80 --dry-run=client -o yaml >> myapp-v2.yaml

[root@k8s-master ~]# docker tag reg.timinglee.org/ingress-nginx/controller:v1.11.2 reg.lilee.org/ingress-nginx/controller:v1.11.2
 

[root@k8s-master ~]# docker tag reg.timinglee.org/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.4.3  reg.lilee.org/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.4.3

[root@k8s-master ingress]# kubectl apply -f deploy.yaml
 

[root@k8s-master ingress]# kubectl -n ingress-nginx edit svc ingress-nginx-controller

 

[root@k8s-master ingress]# vi ingress1.yaml
[root@k8s-master ingress]# kubectl apply -f ingress1.yaml
 

[!NOTE]

在ingress-nginx-controller中看到的对外IP就是ingress最终对外开放的ip

k8s中ingress的基于访问路径的发布

在 vi/vim 编辑器中，使用 y7y 复制 7 行内容后，粘贴操作非常简单：

只需确保当前处于普通模式（按 Esc 可退出插入模式进入普通模式），然后按以下键粘贴：

• 按 p（小写）：将复制的内容粘贴到光标所在行的下方
• 按 P（大写）：将复制的内容粘贴到光标所在行的上方

基于域名的访问

[root@k8s-master ingress]# vi /etc/hosts

172.25.254.50 www.lilee.org myappv1.lilee.org myappv2.lilee.org

 建立tls加密

#建立证书
[root@k8s-master app]# openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout tls.key -x509 -days 365 -subj "/CN=nginxsvc/O=nginxsvc" -out tls.crt

[root@k8s-master ingress]# kubectl create secret tls web0tls-secret --key tls.key --cert tls.crt
 

[!NOTE]

secret通常在kubernetes中存放敏感数据，他并不是一种加密方式，在后面课程中会有专门讲解

[root@k8s-master ingress]# kubectl get  secrets  web0tls-secret -o yaml

[root@k8s-master ingress]# vi /etc/hosts
172.25.254.50 www.lilee.org myappv1.lilee.org myappv2.lilee.org  myapp-tls.lilee.org
 

C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

建立auth认证

[root@k8s-master app]# dnf install httpd-tools -y

[root@k8s-master ingress]# htpasswd -cm htpasswd lee
 

vim ~/.vimrc

回收：

[root@k8s-master ingress]# kubectl delete -f ingress5.yml
 

rewrite重定向

[root@k8s-master ingress]# kubectl delete -f ingress6.yml
 

[root@k8s-master ingress]# vim ingress6.yml

[root@k8s-master ingress]# kubectl delete -f ingress6.yml

[root@k8s-master ingress]# kubectl apply -f ingress6.yml

[root@k8s-master ingress]# kubectl delete -f ingress6.yml
 

Canary金丝雀发布

什么是金丝雀发布

金丝雀发布（Canary Release）也称为灰度发布，是一种软件发布策略。

主要目的是在将新版本的软件全面推广到生产环境之前，先在一小部分用户或服务器上进行测试和验证，以降低因新版本引入重大问题而对整个系统造成的影响。

是一种Pod的发布方式。金丝雀发布采取先添加、再删除的方式，保证Pod的总量不低于期望值。并且在更新部分Pod后，暂停更新，当确认新Pod版本运行正常后再进行其他版本的Pod的更新。

Canary发布方式

其中header和weight中的最多

基于header（http包头）灰度

• 通过Annotaion扩展

• 创建灰度ingress，配置灰度头部key以及value

• 灰度流量验证完毕后，切换正式ingress到新版本

• 之前我们在做升级时可以通过控制器做滚动更新，默认25%利用header可以使升级更为平滑，通过key 和vule 测试新的业务体系是否有问题。

示例：

[root@k8s-master ingress]# vi ingress1.yaml
 

[root@k8s-master ingress]# vi ingress7.yml
 

[root@k8s-master ingress]# kubectl delete -f  ingress7.yml
 

错误解决

如果出现Rules:
  Host        Path  Backends
  ----        ----  --------
  *
              /   myappv2:80 (<none>)

这种情况

当前集群中确实没有 myappv2 的 Pod，这就是 myappv2 服务没有后端（<none>）的根本原因。需要先创建 myappv2 的 Deployment（或 ReplicaSet）来生成对应的 Pod。

解决步骤：创建 myappv2 的 Deployment 和 Service

1. 创建 myappv2 的 Deployment 配置文件

新建一个 myappv2-deploy.yaml 文件，定义 myappv2 的 Pod 模板（确保标签与后续 Service 匹配）：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: myappv2  # Deployment 名称
spec:replicas: 1  # 副本数selector:matchLabels:app: myappv2  # 标签选择器（与 Pod 标签一致）template:metadata:labels:app: myappv2  # Pod 标签（需与 Service 选择器匹配）spec:containers:- name: myappv2image: myapp:v2  # 替换为 myappv2 的镜像（例如与 v1 不同版本）ports:- containerPort: 80  # 容器暴露的端口（与 Service 端口对应）# 可选：添加健康检查（确保 Pod 被标记为就绪）readinessProbe:httpGet:path: /port: 80initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 10

• 注意：image 需替换为实际的 myappv2 镜像（如果没有专用镜像，可临时用与 myappv1 相同的镜像，但后续需区分版本）。
• 标签 app: myappv2 是关键，后续 Service 会通过这个标签关联 Pod。

2. 创建 myappv2 的 Service 配置文件

新建 myappv2-svc.yaml，定义 Service 并通过标签选择器关联 myappv2 的 Pod：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: myappv2  # Service 名称（需与 Ingress 中定义的一致）
spec:selector:app: myappv2  # 匹配 Pod 的标签（与 Deployment 中一致）ports:- port: 80  # Service 暴露的端口（与 Ingress 中定义的一致）targetPort: 80  # 映射到 Pod 的端口（与容器暴露的端口一致）type: ClusterIP  # 默认为 ClusterIP，适合内部访问

3. 应用配置，创建资源

# 创建 Deployment（生成 myappv2 的 Pod）
kubectl apply -f myappv2-deploy.yaml# 创建 Service（关联 myappv2 的 Pod）
kubectl apply -f myappv2-svc.yaml

4. 验证 myappv2 的 Pod 和 Service 是否正常

# 检查 myappv2 的 Pod 是否运行（状态应为 Running，READY 1/1）
kubectl get pods -l app=myappv2# 检查 myappv2 服务的 Endpoints（应显示 Pod 的 IP:端口，说明已关联）
kubectl describe svc myappv2 | grep "Endpoints"

# 删除旧 Ingress kubectl delete ingress myappv2

# 重新应用新 Ingress kubectl apply -f ingress1.yaml

基于权重的灰度发布

• 通过Annotaion拓展

• 创建灰度ingress，配置灰度权重以及总权重

• 灰度流量验证完毕后，切换正式ingress到新版本

示例

[root@k8s-master ingress]# vi ingress8.yml
 

#更改完毕权重后继续测试可观察变化

[root@k8s-master ingress]# vi check_ingress.sh