#配置 Service

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

#为什么需要 Service

1. Pod 有自己的 IP，但：

   • Pod IP 不稳定（Pod 重新创建后会发生变化）。

   • 直接访问 Pod 的可靠性较差。

2. Service 通过以下方式解决这一问题：

   • 提供稳定的 IP 和 DNS 名称。

   • 自动将流量负载均衡到匹配的 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 Services

有时你并不需要负载均衡和单个 Service IP。在这种情况下，你可以创建所谓的 Headless Service：

spec:
  clusterIP: None

Headless Service 适用于以下场景：

• 你希望发现单个 Pod IP，而不仅仅是一个 Service IP。

• 你需要直接连接到每个 Pod（例如 Cassandra 或 StatefulSet 这类数据库）。

• 你正在使用 StatefulSet，并且每个 Pod 都必须拥有稳定的 DNS 名称。

#使用 Web 控制台创建 service

1. 进入 Container Platform。

2. 在左侧导航栏中，单击 Network > Services。

3. 单击 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，将为此 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 Service，通常由 StatefulSet 使用。
   类型	ClusterIP：将 Service 暴露在集群内部 IP 上。选择此值后，Service 只能从集群内部访问。 NodePort：将 Service 暴露到每个 Node 的 IP 上的一个静态端口（NodePort）。 ExternalName：将 Service 映射到 externalName 字段的内容（例如主机名 api.foo.bar.example）。 LoadBalancer：使用外部负载均衡器将 Service 暴露到外部。Kubernetes 不直接提供负载均衡组件；你必须自行提供，或者将你的 Kubernetes 集群与云服务商集成。
   目标组件	Workload：Service 将把请求转发到一个特定的 workload，该 workload 匹配诸如 project.cpaas.io/name: projectname 和 service.cpaas.io/name: deployment-name 这样的标签。 Virtualization：Service 将把请求转发到一个特定的虚拟机或虚拟机组。 Label Selector：Service 将把请求转发到具有指定标签的某一类 workload，例如 environment: release。
   端口	用于配置此 Service 的端口映射。在以下示例中，集群中的其他 Pod 可以通过虚拟 IP（如果已启用）和 TCP 端口 80 调用该 Service；访问请求将被转发到目标组件的 Pod 对外暴露的 TCP 端口 6379 或 redis。 Protocol：Service 使用的协议，支持的协议包括：TCP、UDP、HTTP、HTTP2、HTTPS、gRPC。 Service Port：Service 在集群内暴露的端口号，即 Port，例如 80。 Container Port：service 端口映射到的目标端口号（或名称），即 targetPort，例如 6379 或 redis。 Service Port Name：将自动生成，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期间都会保留在同一台服务器上，确保来自同一客户端的请求被转发到同一台服务器进行处理。

5. 单击 Create。

#使用 CLI 创建 service

kubectl apply -f simple-service.yaml

基于现有的 my-app deployment 资源创建一个 service。

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

#示例：访问集群内的应用

# 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. 应用此 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 service：

   wget -qO- http://nginx-clusterip
   # or using DNS records created automatically by Kubernetes: <service-name>.<namespace>.svc.cluster.local
   wget -qO- http://nginx-clusterip.default.svc.cluster.local

你应该会看到一个包含 "Welcome to nginx!" 等文本的 HTML 响应。

#示例：访问集群外的应用

# 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. 应用此 YAML：

   kubectl apply -f access-external-demo.yaml

2. 查看 Pods：

   kubectl get pods -l app=nginx -o wide

3. curl Service：

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

你应该会看到一个包含 "Welcome to nginx!" 等文本的 HTML 响应。

当然，也可以通过创建一个类型为 LoadBalancer 的 Service，从集群外访问该应用。

注意：请先配置 LoadBalancer service。

# 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. 应用此 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 是你从浏览器访问的地址。

   curl http://34.122.45.100

你应该会看到一个包含 "Welcome to nginx!" 等文本的 HTML 响应。

如果 EXTERNAL-IP 为 pending，则说明该 LoadBalancer service 当前未部署在集群中。

#ExternalName 类型的 Service 示例

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

1. 应用此 YAML：

   kubectl apply -f external-service.yaml

2. 尝试在集群中的 Pod 内进行解析：

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

   然后：

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

你会看到它解析为 example.com。

#负载均衡器类型 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。

#使用 MetalLB BGP 和 Local Traffic Policy 的 LoadBalancer 示例

此示例演示如何使用 MetalLB BGP 模式和 externalTrafficPolicy: Local 配置一个 LoadBalancer Service，以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 pods，不经过中间节点转发
• 更好的性能：externalTrafficPolicy: Local 可保留源 IP 并降低延迟
• 高可用性：BGP 路由通告可确保流量到达健康节点

#前提条件

在配置 LoadBalancer Service 之前，请确保你已完成以下准备：

1. 已部署 MetalLB：安装说明请参阅 创建外部 IP 地址池
2. 已配置 BGP Peer：BGP 配置请参阅 创建 BGP Peer
3. 外部 IP 地址池：配置带有 BGPAdvertisement 的 IPAddressPool

#步骤

使用 externalTrafficPolicy: Local 部署你的应用并创建 LoadBalancer Service：

# 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 设置提供以下优势：

• 保留源 IP：保留客户端源 IP，便于正确记录日志并应用安全策略
• 直接 Pod 路由：流量直接到达 Pod，而不会经过节点级转发

#使用 BGP 的 LoadBalancer

在 MetalLB 的 BGP 模式下：

• 路由由 BGPAdvertisement 中指定的节点进行通告
• BGP Peer 会接收这些通告并据此路由流量
• BGPPeer 与 BGPAdvertisement 之间的节点选择器对齐可确保路由一致

#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 service：

   curl http://4.4.4.3

#验证

• 监控 service endpoints：kubectl get endpoints nginx-loadbalancer-local
• 检查 service 状态：kubectl describe svc nginx-loadbalancer-local