#配置服务

在 Kubernetes 中，Service 是一种用于暴露集群中作为一个或多个 Pod 运行的网络应用的方法。

#为什么需要 Service

1. Pod 拥有自己的 IP，但：

   • Pod IP 不稳定（Pod 重新创建时会发生变化）。

   • 直接访问 Pod 会变得不可靠。

2. Service 通过提供以下功能解决了这一问题：

   • 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

#无头服务

有时您不需要负载均衡和单个 Service IP。在这种情况下，您可以创建所谓的无头服务：

spec:
  clusterIP: None

无头服务适用于以下场景：

• 您希望发现单个 Pod IP，而不仅仅是单个 Service IP。

• 您需要直接连接到每个 Pod（例如，用于 Cassandra 等数据库或 StatefulSet）。

• 您使用的是 StatefulSet，其中每个 Pod 都必须具有稳定的 DNS 名称。

#使用 Web 控制台创建服务

1. 转到 容器平台。

2. 在左侧导航栏中，单击 网络 > 服务。

3. 单击 创建服务。

4. 按照以下说明配置相关参数。

   参数	描述
   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，将创建无头服务，通常由 StatefulSet 使用。
   类型	ClusterIP：在集群内部 IP 上暴露 Service。选择此值后，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：使用外部负载均衡器在集群外部暴露 Service。Kubernetes 不直接提供负载均衡组件；您必须自行提供，或者将 Kubernetes 集群与云服务提供商集成。
   目标组件	工作负载：Service 会将请求转发到特定工作负载，该工作负载匹配类似 project.cpaas.io/name: projectname 和 service.cpaas.io/name: deployment-name 的标签。 虚拟化：Service 会将请求转发到特定虚拟机或虚拟机组。 标签选择器：Service 会将请求转发到具有指定标签的特定类型工作负载，例如 environment: release。
   端口	用于配置此 Service 的端口映射。在以下示例中，集群内的其他 Pod 可以通过虚拟 IP（如果已启用）和 TCP 端口 80 调用此 Service；访问请求将转发到目标组件 Pod 对外暴露的 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。 服务端口：Service 在集群内暴露的服务端口号，即 Port，例如 80。 容器端口：服务端口映射到的目标端口号（或名称），即 targetPort，例如 6379 或 redis。 服务端口名称：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。启用后，在负载均衡期间，来自同一 IP 地址的所有访问请求都将保持在同一服务器上，从而确保来自同一客户端的请求被转发到同一服务器进行处理。

5. 单击 创建。

#使用 CLI 创建服务

kubectl apply -f simple-service.yaml

基于现有的 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：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 服务：

   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

你应会看到包含类似“Welcome to nginx!”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. 检查 Pod：

   kubectl get pods -l app=nginx -o wide

3. 使用 curl 访问 Service：

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

你应会看到包含类似“Welcome to nginx!”文本的 HTML 响应。

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

注意：请提前配置 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 是你在浏览器中访问的地址。

   curl http://34.122.45.100

你应会看到包含类似“Welcome to nginx!”文本的 HTML 响应。

如果 EXTERNAL-IP 为 pending，则表示 LoadBalancer Service 当前未部署在集群上。

#示例：ExternalName 类型的服务

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. 尝试在集群中的某个 Pod 内解析：

   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。

#LoadBalancer 类型 Service 注解

#AWS EKS 集群

有关 EKS LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅注解使用文档。

#Huawei Cloud CCE 集群

有关 CCE LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅注解使用文档。

#Azure AKS 集群

有关 AKS LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅注解使用文档。

#Google GKE 集群

有关 GKE LoadBalancer Service 注解的详细说明，请参阅注解使用文档。

#示例：使用 MetalLB BGP 和本地流量策略的 LoadBalancer

此示例演示如何使用 MetalLB BGP 模式和 externalTrafficPolicy: Local 配置 LoadBalancer Service，从而实现无需额外网络跳转的双活负载均衡。

#优势

• 双活负载均衡：流量可同时分发到多个节点
• 无额外网络跳转：无需通过中间节点转发即可直接路由到 Pod
• 更高性能：externalTrafficPolicy: Local 可保留源 IP 并降低延迟
• 高可用性：BGP 路由通告确保流量能够到达正常运行的节点

#前提条件

配置 LoadBalancer Service 前，请确保已完成以下准备：

1. 已部署 MetalLB：安装方法请参阅创建外部 IP 地址池
2. 已配置 BGP Peer：BGP 配置方法请参阅创建 BGP Peer
3. 外部 IP 地址池：配置带有 BGPAdvertisement 的 IPAddressPool

#步骤

使用 externalTrafficPolicy: Local 部署带有 LoadBalancer Service 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 设置具有以下优势：

• 保留源 IP：保留客户端源 IP，从而支持正确的日志记录和安全策略
• 直接路由到 Pod：流量直接发送到 Pod，无需节点级转发

#使用 BGP 的 LoadBalancer

使用 MetalLB BGP 模式时：

• 路由将从 BGPAdvertisement nodeSelectors 指定的节点进行通告
• BGP Peer 接收这些通告，并据此路由流量
• BGPPeer 与 BGPAdvertisement 之间的节点选择器保持一致，可确保路由一致性

#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

#商标声明

NGINX® 是 F5, Inc. 在美国及其他国家/地区的注册商标。

MetalLB™ 是 The Linux Foundation 的商标。

Alauda 是一家独立供应商。本产品与 The Linux Foundation 或 F5, Inc. 无关联，也未获得其认可或赞助。所有商标均归其各自所有者所有，仅用于标识目的。