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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：

1. 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）。
2. 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。
3. 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：

1. 请求首先到达云厂商的负载均衡器（如 ELB）。
2. 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）。
3. 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）。
4. 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

1. 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。
2. 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 LoadBalancer Service 会对应一个独立的负载均衡器，不适合大量创建。
3. 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）。
4. 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。