#配置服务

在 Kubernetes 中，Service 是一种用于暴露运行在集群中一个或多个 Pod 上的网络应用的方法。

#为什么需要 Service

1. Pod 有自己的 IP，但：

   • Pod IP 不稳定（如果 Pod 被重新创建，IP 会变化）。

   • 直接访问 Pod 变得不可靠。

2. Service 通过提供以下功能解决了这个问题：

   • 稳定的 IP 和 DNS 名称。

   • 自动负载均衡到匹配的 Pod。

#ClusterIP 类型 Service 示例：

# simple-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app.kubernetes.io/name: MyApp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80

#Headless 服务

有时你不需要负载均衡和单一的 Service IP。在这种情况下，可以创建所谓的 Headless 服务：

spec:
  clusterIP: None

Headless 服务适用于：

• 你想发现单个 Pod 的 IP，而不仅仅是单一的服务 IP。

• 你需要直接连接到每个 Pod（例如，像 Cassandra 或 StatefulSets 这样的数据库）。

• 你使用 StatefulSets，其中每个 Pod 必须有稳定的 DNS 名称。

#通过 Web 控制台创建服务

1. 进入 Container Platform。

2. 在左侧导航栏点击 Network > Services。

3. 点击 Create Service。

4. 参考以下说明配置相关参数。

   参数	说明
   虚拟 IP 地址	如果启用，将为该 Service 分配一个 ClusterIP，可用于集群内的服务发现。 如果禁用，将创建一个 Headless 服务，通常用于 StatefulSet。
   类型	ClusterIP：在集群内部 IP 上暴露 Service。选择此值时，Service 只能从集群内部访问。 NodePort：在每个节点的 IP 上通过静态端口（NodePort）暴露 Service。 ExternalName：将 Service 映射到 externalName 字段的内容（例如，主机名 api.foo.bar.example）。 LoadBalancer：通过外部负载均衡器对外暴露 Service。Kubernetes 本身不直接提供负载均衡组件，你需要自行提供，或者将 Kubernetes 集群与云提供商集成。
   目标组件	Workload：Service 会将请求转发到特定的工作负载，匹配标签如 project.cpaas.io/name: projectname 和 service.cpaas.io/name: deployment-name。 Virtualization：Service 会将请求转发到特定的虚拟机或虚拟机组。 Label Selector：Service 会将请求转发到带有指定标签的某类工作负载，例如 environment: release。
   端口	用于配置该 Service 的端口映射。以下示例中，集群内其他 Pod 可以通过虚拟 IP（如果启用）和 TCP 端口 80 调用该 Service；访问请求将被转发到目标组件 Pod 的外部暴露的 TCP 端口 6379 或 redis。 协议：Service 使用的协议，支持的协议包括：TCP、UDP、HTTP、HTTP2、HTTPS、gRPC。 Service 端口：Service 在集群内暴露的端口号，即 Port，例如 80。 容器端口：Service 端口映射到的目标端口号（或名称），即 targetPort，例如 6379 或 redis。 Service 端口名称：会自动生成，格式为 <protocol>-<service port>-<container port>，例如：tcp-80-6379 或 tcp-80-redis。
   会话亲和性	基于源 IP 地址（ClientIP）的会话亲和性。如果启用，来自同一 IP 地址的所有访问请求在负载均衡时会保持在同一服务器上，确保同一客户端的请求被转发到同一服务器处理。

5. 点击 Create。

#通过 CLI 创建服务

kubectl apply -f simple-service.yaml

基于已有的 deployment 资源 my-app 创建服务。

kubectl expose deployment my-app \
  --port=80 \
  --target-port=8080 \
  --name=test-service \
  --type=NodePort \
  -n p1-1

#示例：集群内访问应用

# access-internal-demo.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.25
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-clusterip
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80

1. 应用该 YAML：

   kubectl apply -f access-internal-demo.yaml

2. 启动另一个 Pod：

   kubectl run test-pod --rm -it --image=busybox -- /bin/sh

3. 在 test-pod Pod 中访问 nginx-clusterip 服务：

   wget -qO- http://nginx-clusterip
   # 或使用 Kubernetes 自动创建的 DNS 记录：<service-name>.<namespace>.svc.cluster.local
   wget -qO- http://nginx-clusterip.default.svc.cluster.local

你应该能看到包含 “Welcome to nginx!” 字样的 HTML 响应。

#示例：集群外访问应用

# access-external-demo.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.25
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-nodeport
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30080

1. 应用该 YAML：

   kubectl apply -f access-external-demo.yaml

2. 查看 Pods：

   kubectl get pods -l app=nginx -o wide

3. curl 访问 Service：

   curl http://{NodeIP}:{nodePort}

你应该能看到包含 “Welcome to nginx!” 字样的 HTML 响应。

当然，也可以通过创建 LoadBalancer 类型的 Service 从集群外访问应用。

注意：请提前配置 LoadBalancer 服务。

# access-external-demo-with-loadbalancer.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.25
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-lb-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80

1. 应用该 YAML：

   kubectl apply -f access-external-demo-with-loadbalancer.yaml

2. 获取外部 IP 地址：

   kubectl get svc nginx-lb-service

   NAME            TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP     PORT(S)        AGE
   nginx-service   LoadBalancer   10.0.2.57        34.122.45.100   80:30005/TCP   30s

   EXTERNAL-IP 即为你从浏览器访问的地址。

   curl http://34.122.45.100

你应该能看到包含 “Welcome to nginx!” 字样的 HTML 响应。

如果 EXTERNAL-IP 显示为 pending，说明 LoadBalancer 服务尚未在集群中部署。

#示例：ExternalName 类型的 Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-external-service
  namespace: default
spec:
  type: ExternalName
  externalName: example.com

1. 应用该 YAML：

   kubectl apply -f external-service.yaml

2. 尝试在集群内的 Pod 中解析：

   kubectl run test-pod --rm -it --image=busybox -- sh

   然后执行：

   nslookup my-external-service.default.svc.cluster.local

你会看到它解析为 example.com。

#LoadBalancer 类型 Service 注解

#AWS EKS 集群

有关 EKS LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅 Annotation Usage Documentation 。

#华为云 CCE 集群

有关 CCE LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅 Annotation Usage Documentation 。

#Azure AKS 集群

有关 AKS LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅 Annotation Usage Documentation 。

#Google GKE 集群

有关 GKE LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅 Annotation Usage Documentation 。

#示例：使用 MetalLB BGP 和 Local Traffic Policy 的 LoadBalancer

本示例演示如何使用 MetalLB BGP 模式配置 LoadBalancer 类型的 Service，并设置 externalTrafficPolicy: Local，实现无额外网络跳转的主动-主动负载均衡。

#优势

• 主动-主动负载均衡：流量同时分布到多个节点
• 无额外网络跳转：直接路由到 Pod，无需节点中转转发
• 更好性能：externalTrafficPolicy: Local 保留源 IP，降低延迟
• 高可用性：BGP 路由公告确保流量到达健康节点

#前提条件

配置 LoadBalancer Service 前，请确保：

1. 已部署 MetalLB：参见 创建外部 IP 地址池 了解安装方法
2. 已配置 BGP Peer：参见 创建 BGP Peers 了解 BGP 配置
3. 外部 IP 地址池：配置带有 BGPAdvertisement 的 IPAddressPool

#步骤

使用 externalTrafficPolicy: Local 部署带 LoadBalancer 的应用：

# nginx-loadbalancer-local-demo.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.25
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-loadbalancer-local
spec:
  type: LoadBalancer
  externalTrafficPolicy: Local
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80

#关键配置点

#externalTrafficPolicy: Local

externalTrafficPolicy: Local 设置带来多项好处：

• 保留源 IP：客户端源 IP 得以保留，便于日志记录和安全策略
• 直接路由 Pod：流量直接到达 Pod，无需节点级转发

#使用 BGP 的 LoadBalancer

使用 MetalLB BGP 模式时：

• 路由由 BGPAdvertisement 中 nodeSelectors 指定的节点发布
• BGP Peer 接收路由公告并进行流量路由
• BGPPeer 和 BGPAdvertisement 的节点选择器需匹配，确保路由一致性

#部署步骤

1. 部署应用：

   kubectl apply -f nginx-loadbalancer-local-demo.yaml

2. 验证 LoadBalancer Service：

   kubectl get svc nginx-loadbalancer-local

   预期输出：

   NAME                     TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
   nginx-loadbalancer-local LoadBalancer   10.0.2.57       4.4.4.3       80:30005/TCP   30s

3. 测试服务：

   curl http://4.4.4.3

#验证

• 监控服务端点：kubectl get endpoints nginx-loadbalancer-local
• 检查服务状态：kubectl describe svc nginx-loadbalancer-local