1 service作用
使用Kubernetes 集群运行工作负载时，Pod 经常会被烧毁并重新生成，因此Pod 对应的IP 地址也会频繁变化，导致Pod 提供的服务将无法直接访问。 Kubernetes使用Service来解决这个问题：无论Pod如何变化，只要Label存在，它就使用Service来代理Pod前面的Pod，Service连接到Pod并添加Pod。 Pod 的IP 地址。利用Service对应的端点列表（Endpoint）实现Pod IP Tracking，达到通过Service访问Pod的目的。
通过您的服务为pod 客户端提供访问方法。这意味着客户端可以访问Pod的入口，通过标签等方式动态感知Pod IP地址的变化，以防止Pod丢失，为访问Pod定义访问策略，将其与标签选择器关联起来，并执行以下操作：那。通过服务实现pod的负载均衡（TCP/UDP 4层）底层由kube-proxy通过userspace、iptables、ipvs三种代理模式实现。
2 Kube-proxy三种代理模式
2.1 userspace 模式
用户空间模式是kube-proxy最早的实现。主要工作原理是：
(1) kube-proxy 监控Kubernetes API 服务器服务和端点变化。
（2）当创建新的服务时，kube-proxy会在节点上打开一个端口，并将该端口映射到该服务对应的后端pod上。
(3) 所有访问该端口的请求都会被kube-proxy捕获并转发到后端Pod。 kube-proxy 使用用户空间程序来执行这些传输操作。
这种模式的优点是易于实现，缺点是每个数据包都必须在用户空间进行处理，增加了额外的开销和延迟，从而降低了性能。
2.2 iptables 模式
iptables 模式是kube-proxy 的改进版本，与userspace 模式相比，性能有显着提升。它的工作原理如下：
(1)kube-proxy还监控Kubernetes API服务器服务和端点的变化。
不同之处在于kube-proxy 使用iptables 来配置网络规则。这些规则直接在内核空间而不是用户空间处理。
(2) 当创建新服务时，kube-proxy 会生成相应的iptables 规则来定义从服务IP 和端口到后端pod 的NAT 转发规则。
（3）数据包直接转发到内核空间对应的后端Pod，减少上下文切换，提高转发性能。
iptables 模式的好处是提高了性能，但在处理大量规则时，管理和更新规则可能会很复杂。
2.3 ipvs 模式
ipvs 模式是kube-proxy 的现代实现，使用Linux 内核的IP 虚拟服务器(IPVS) 技术。它的工作原理如下：
（1）kube-proxy监控Kubernetes API服务器服务和端点变化
(2)kube-proxy使用IPVS创建和维护负载均衡规则。 IPVS是内核中专门用于负载均衡的模块，支持多种调度算法。
(3) 当创建新服务时，kube-proxy 使用IPVS 创建相应的负载均衡规则，定义服务IP 和端口到后端pod 的转发规则。
(4)数据包通过IPVS直接在内核空间传输。这提高了性能并支持更多的负载平衡算法（轮询、最小连接、最小延迟等）。
（5）ipvs模式的优点是性能最好，支持更多的负载均衡算法和更复杂的网络规则，但需要内核支持IPVS模块。
2.4 iptables与ipvs对比
iptables
优点：灵活、功能强大（可以对不同阶段的数据包进行操作） 缺点：表中的规则太多，会减慢响应速度。也就是说，规则以线性延迟进行匹配和更新。
ipvs
优点：传输效率高。丰富的调度算法：rr、wrr、lc、wlc、ip hash.缺点：内核支持不完整，旧版本内核无法使用，必须升级到4.0或5.0以上版本。
3 service类型
3.1 类型
集群IP
默认情况下，会分配一个在集群内可访问的虚拟IP。
节点端口
为每个节点分配一个端口作为外部访问入口。 nodePort 端口范围为30000-32767。
负载均衡器
与某些云提供商合作，例如Google Cloud、AWS 和OpenStack
外部名称
这意味着将集群外部的服务引入到集群中，也就是说能够实现集群内部的Pod与集群外部的服务之间的通信。
3.2 service参数
port：用于访问服务的端口
targetPort：pod内的容器端口
nodePort：允许外部网络用户通过节点（30000-32767）访问k8s集群中的服务。
4 service创建
4.1 ClusterIP类型
ClusterIP根据是否生成分为普通服务和无句柄服务。
普通服务：
为您的Kubernetes Service 分配一个集群内可访问的固定虚拟IP（ClusterIP），以便集群内可以访问。
无头服务：
该服务不分配ClusterIP 或通过kube-proxy 执行反向代理或负载平衡。相反，DNS 提供稳定的网络身份用于访问，并将无头服务后端直接解析到pod IP 列表。
4.1.1 普通ClusterIP service创建
通过命令行从部署创建服务
如果您有名为my-deployment 的部署，则可以使用以下命令为其创建服务：
kubectl 公共部署my-deployment –port=80 –type=ClusterIP
然后使用get和description显示svc
通过IP地址访问：
服务可以达到负载均衡的效果
创建具有三个副本的部署
[root@easzlab ~]# 获取kubectl pod
姓名准备状态简历年龄
nginx-deployment-55f598f8d-gcszt 1/1 运行0 22 米
nginx-deployment-55f598f8d-kj5nz 1/1 运行0 22 米
nginx-deployment-55f598f8d-p2dsr 1/1 运行0 22 米
以其中一个pod 为例
[root@easzlab ~]# kubectl exec -it nginx-deployment-55f598f8d-p2dsr — /bin/bash
root@nginx-deployment-55f598f8d-p2dsr:/# cd /usr/share/nginx/html
root@nginx-deployment-55f598f8d-p2dsr:/usr/share/nginx/html# echo \’web1\’index.html
root@nginx-deployment-55f598f8d-p2dsr:/usr/share/nginx/html# 退出
设置完三个pod 后，如果使用curl 访问它们，您将看到每次访问都会进入不同的pod，从而提供负载平衡。
从资源列表创建服务
1.创建部署YAML文件
apiVersion: 应用程序/v1
kind:的部署
元数据：
name: my-nginx-部署
规格：
复制品： 2
选择器：
匹配标签:
app: my-nginx
模板：
元数据：
标签:
app: my-nginx
规格：
集装箱：
-名称： nginx
图片： nginx:1.19.0
端口：
-集装箱港口： 80
2. 为服务创建YAML文件
api版本： v1
kind:服务
元数据：
name: my-nginx-service
规格：
选择器：
app: my-nginx
端口：
– 协议： TCP
端口： 80
目标端口： 80
type: 集群IP
检查资源是否创建成功
获取kubectl 部署
获取kubectl服务
查看资源详情
kubectl 描述部署my-nginx-deployment
描述kubectl 服务my-nginx-service
4.1.2 Headless Service
典型的ClusterIP 服务是服务名称解析为集群IP 的服务，集群IP 对应后续的pod IP。无头服务意味着服务名称直接解析为后续的pod IP。
特征和行为
DNS 记录：headless 服务为Kubernetes DNS 中的每个匹配Pod 创建一条A 记录（地址记录），该记录直接指向Pod 的IP 地址。无负载平衡：如果没有ClusterIP，无头服务不提供内置负载平衡。与StatefulSet 配合使用：Headless 服务非常适合与StatefulSet 配合使用，因为StatefulSet 为每个Pod 提供稳定的网络身份和持久存储。
为您的服务创建YAML 文件
api版本： v1
kind:服务
元数据：
name: 无头服务
规格：
clusterIP: None # 设置为None 创建无头服务
选择器：
app: my-app # 设置部署对应的标签
端口：
– 协议： TCP
端口： 80
目标端口： 80
DNS解析
在集群中，您可以使用nslookup 或dig 命令来解析无头服务的DNS 记录。
kubectl run -it –rm –image=tutum/dnsutils dnsutils –nslookup headless-service.default.svc.cluster.local。
这将显示与您的服务选择器匹配的Pod IP 地址列表。
4.2 NodePort类型
NodePort服务通常用于以下场景：
您需要从集群外部访问服务，但不想使用外部负载均衡器。作为配置外部负载均衡器之前的临时解决方案。允许外部流量直接但通过特定节点端口进入集群。
创建NodePort 服务
api版本： v1
kind:服务
元数据：
name: nginx-nodeport
规格：
type: NodePort # 指定服务类型为NodePort
选择器：
app:nginx
端口：
– 协议： TCP
port: 80 # 服务端口，集群内部访问的端口
targetPort: 80 # 转发到Pod 的端口
nodePort: 30080 # 节点上的静态端口，外部访问的端口
应用服务
kubectl apply -f nginx-nodeport.yaml
服务验证
获取kubectl服务
上门服务
NodePort服务创建成功后，您可以通过任意节点的IP地址和nodePort来访问该服务。
http://任意节点IP:30080
4.3 LoadBalancer类型
LoadBalancer 是一种Kubernetes 服务，为服务提供外部可访问的IP 地址。此IP 地址是通过云服务提供商的负载均衡器实现的，用于将流量分配到服务后面的多个Pod。
创建负载均衡器服务
api版本： v1
kind:服务
元数据：
name: nginx-lb-service
规格：
:型负载均衡器
选择器：
app:nginx
端口：
– 协议： TCP
端口： 80
目标端口： 80
应用服务
kubectl apply -f nginx-lb-service.yaml
检查服务状态
获取kubectl服务
访问负载均衡器服务
http://外部IP
4.4 ExternalName类型
ExternalName 是一种特殊类型的服务，不用于在集群内创建服务代理或负载均衡器，而是用于将服务名称映射到外部DNS 名称。该服务类型通常用于指集群外部的服务，例如指向外部数据库、API 服务或其他基础设施服务。
4.4.1 将公网域名引入
1. 为ExternalName Service创建YAML定义
创建名为externalname-service.yaml 的YAML 文件来定义ExternalName 类型的服务。
api版本： v1
kind:服务
元数据：
name: 外部服务
规格：
type: 外部名称
externalName: www.baidu.com # 外部DNS 名称
2. 应用服务定义
kubectl apply -f externalname-service.yaml
3.检查服务
获取kubectl服务
名称类型集群IP 外部IP 端口期限
外部服务外部名称无www.baidu.com 无15h
4. 接入服务
集群中的Pod可以通过服务名访问外部服务。例如，集群中的某个Pod需要访问www.baidu.com，您可以使用external-service.default.svc.cluster.local来解析DNS。
5.DNS解析
在集群中，您可以使用nslookup 或dig 命令来解析ExternalName 服务的DNS 记录。
kubectl run -it expod –image=busybox:1.28
#nslookup www.baidu.com
# nslookup externalservice.default.svc.cluster.local。
这将显示外部DNS 名称www.baidu.com。
4.5 sessionAffinity
sessionAffinity 是Service 资源上的一个属性，用于控制来自客户端的多个请求是否始终路由到同一个pod。此功能称为会话亲和性，对于需要维护用户会话状态的应用程序（例如Web 应用程序）非常有用。
api版本： v1
kind:服务
元数据：
name: 我的服务
规格：
选择器：
app: 我的应用程序
端口：
– 协议： TCP
端口： 80
目标端口： 9376
sessionAffinity: ClientIP # 启用基于客户端IP的会话亲和性
type: 集群IP
sessionAffinity: 客户端IP
设置为ClientIP 以启用基于客户端IP 地址的会话关联。这意味着只要pod 仍然健康且可用，来自同一客户端IP 地址的所有请求将始终路由到同一个pod。此功能对于需要维护用户会话状态（例如用户登录状态或购物车信息）的应用程序非常有用。会话关联持续时间由sessionAffinityConfig 的timeoutSeconds 属性控制。如果某个Pod 不可用，客户端请求可以在超时后路由到其他Pod。
sessionAffinity: 无
如果设置为None 或未设置sessionAffinity 属性，则不会启用会话关联性。客户端请求不限于特定的Pod，而是根据服务的负载平衡算法（通常是循环）在可用的Pod 之间分配。这种方法适用于无状态应用程序，其中每个请求都是独立的，并且不需要维护会话状态。
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