K8s LoadBalancer服务深度解析
在 Kubernetes（k8s）中，LoadBalancer 类型的 Service 是用于将集群内的服务暴露到集群外部的核心资源，尤其适用于需要从公网或外部网络访问集群服务的场景。以下详细说明其作用和工作过程：
一、核心作用
LoadBalancer 类型的 Service 主要解决 **“集群服务对外暴露”** 的问题，具体作用包括：
- 外部访问入口：为集群内的 Pod 提供一个稳定的外部 IP 地址（通常是公网 IP），外部客户端可通过该 IP 直接访问集群内的服务，无需了解 Pod 的动态 IP（Pod 重建会导致 IP 变化）。
- 负载均衡：自动将外部请求分发到后端多个 Pod 上，实现请求的负载分担，提升服务可用性和并发能力。
- 与云厂商集成：在云环境（如 AWS、GCP、阿里云等）中，会自动调用云厂商的负载均衡器（如 AWS ELB、阿里云 SLB），无需手动配置外部负载均衡器。
二、工作过程（以云环境为例）
LoadBalancer 类型的 Service 从创建到生效，经历以下关键步骤：
1. 创建 Service 资源
用户定义 LoadBalancer 类型的 Service YAML 配置，指定后端 Pod 的标签选择器（selector）、端口映射（ports）等，示例：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: my-loadbalancer-service
spec:selector:app: my-app # 匹配标签为 app=my-app 的 Podports:- port: 80 # Service 暴露的端口（外部访问用）targetPort: 8080 # 后端 Pod 实际监听的端口type: LoadBalancer
执行 kubectl apply -f service.yaml 后，k8s 开始创建 Service。
2. 自动关联云厂商负载均衡器
- k8s 集群（通常是云厂商托管的集群，如 EKS、ACK）检测到
type: LoadBalancer后，会通过云控制器管理器（Cloud Controller Manager） 调用云厂商的 API（如 AWS EC2 API、阿里云 SLB API），自动创建一个云负载均衡器（如 ELB、SLB）。 - 云负载均衡器会被分配一个外部 IP 地址（公网 IP），用于外部客户端访问。
3. 配置负载均衡规则
- k8s 自动将 Service 的端口映射（如外部 80 端口 → 内部 Pod 8080 端口）同步到云负载均衡器，确保外部请求通过 80 端口进入时，能正确转发到 Pod 的 8080 端口。
- 同时，k8s 会将匹配
selector的 Pod 节点（Node）和端口注册到云负载均衡器的后端服务器列表中。
4. 外部请求转发流程
当外部客户端（如用户浏览器）通过负载均衡器的外部 IP: 端口（如 123.45.67.89:80）发起请求时：
- 请求首先到达云厂商的负载均衡器（如 ELB）。
- 负载均衡器根据预设规则（如轮询、权重），将请求转发到集群内的某个 Node 的对应端口（由 k8s 自动配置的 NodePort，通常是 30000-32767 范围内的随机端口）。
- Node 上的
kube-proxy组件接收到请求后，根据 Service 与 Pod 的关联关系，将请求转发到后端的某个 Pod（通过 iptables 或 IPVS 规则）。 - Pod 处理请求后，将响应按原路返回给外部客户端。
5. 动态更新（Pod 变化时）
- 当后端 Pod 因扩缩容、故障重建等原因发生变化时（IP 或数量改变），k8s 会自动更新 Service 的 endpoints（后端 Pod 列表）。
- 云控制器管理器会同步更新云负载均衡器的后端服务器列表，确保负载均衡规则始终指向可用的 Pod，无需人工干预。
三、关键特点与注意事项
- 依赖云环境：
LoadBalancer类型的 Service 在自建集群（非云环境） 中通常无法自动创建负载均衡器，此时外部 IP 可能显示为<pending>，需手动配置外部负载均衡器并关联 NodePort。 - 成本与资源：云厂商的负载均衡器通常是收费资源，需注意成本控制；且每个
LoadBalancerService 会对应一个独立的负载均衡器，不适合大量创建。 - 会话亲和性：可通过
sessionAffinity: ClientIP配置会话亲和性，使来自同一客户端 IP 的请求始终转发到同一个 Pod（适用于需要保持会话的场景）。 - 健康检查：云负载均衡器会自动对后端 Node/Pod 进行健康检查（如 TCP 端口探测），若检测到故障，会自动剔除异常节点，确保请求仅转发到健康的 Pod。
总结
LoadBalancer 类型的 Service 是云环境中暴露 k8s 服务的首选方案，其核心价值在于：自动集成云厂商负载均衡器，提供稳定的外部访问入口，实现请求负载均衡，并动态适配后端 Pod 变化，大幅简化了服务对外暴露的复杂度。