Docker$Kubernetes笔记---06---k8s Service&Ingress
2023-12-25 16:23:39 0 举报Docker$Kubernetes笔记---06---k8s Service&Ingress
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大纲/内容
k8s的流量负载组件：
Service：Service用于4层流量的负载
ingress：ingress用于7层流量负载
Service---概述
在k8s中，pod是应用程序的载体，我们可以通过pod的IP访问容器中的应用程序，但是pod的IP地址不是固定的，所以不方便使用pod的IP进行访问服务；而Service可以对提供同一类服务的多个pod进行聚合，并提供一个统一的入口地址，这个地址在整个Service的生命周期中是不变的，通过Service的入口地址就能访问到后面的pod服务
Service在很多情况下只是一个概念，真正起作用的其实是kube-proxy服务进程，每个节点都运行着一个kube-proxy的服务进程，当创建Service的时候，会通过api-server向etcd写入创建的service的信息，而kube-proxy会基于监听的机制发现这种Service的信息，然后会**将最新的Service信息转换成对应的访问规则**，该规则在所有的集群节点都会生成，最终通过访问规则进行流量转发。
kube-proxy目前支持三种工作模式：
userspace模式：最原始的转发模式，该模式在转发处理时会增加内核与用户空间的数据拷贝操作，转发效率低，已经很少用（作为了解）
iptables模式：该模式下kube-proxy不承担四层负载均衡器的角色，只创建iptables规则，然后用户的请求直接通过iptables转发规则被转发到后端的每个Pod中，但iptables模式不能提供灵活的负载均衡策略，只是随机的将流量转发到后端的Pod，当后端Pod不可用时也无法进行健康检查
ipvs（Virtual Server）模式：ipvs与iptables类似，kube-proxy也不承担四层负载均衡器的角色，只创建ipvs规则，然后用户的请求直接通过ipvs转发规则被转发到后端的每个Pod中，但是ipvs在转发时支持的负载均衡算法非常的灵活，例如轮询、随机、加权轮询、基于端口转发等
想要使用ipvs转发模式需要安装ipvs内核模块，否则会降级为iptables模式
查看ipvs模块（在第一章集群环境部署时已经安装）
lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
开启ipvs，编辑kube-proxy文件 PS：修改为ipvs模式
kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
PS：cm（cmconfigmaps）在K8s中属于配置资源
kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
PS：cm（cmconfigmaps）在K8s中属于配置资源
删除当前正在使用的kube-proxy的pod（按照标签删除）
kubectl delete po -l k8s-app=kube-proxy -n kube-system
kubectl delete po -l k8s-app=kube-proxy -n kube-system
查看kube-proxy的pod是否被重建
kubectl get po -n kube-system
kubectl get po -n kube-system
查看ipvs功能是否开启
ipvsadm -Ln
ipvsadm -Ln
Service---资源清单文件介绍
可通过 kubectl explain service查看service资源支持的属性
service的四种访问方式介绍
ClusterIP：默认访问方式，由k8s自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问
NodePort：将service通过指定的Node上的端口暴露给外部，通过此方式，就可以在集群外部访问服务
LoadBalancer：使用外接负载均衡器完成到服务的负载均衡分发，注意此模式需要外部云环境支持
ExternalName：把集群外部的服务引入集群内部，直接使用
实验：通过Deployment创建3个pod并设置标签为app=nginx-pod（使用前面的deployment.yml创建即可）
创建deployment.yml文件
vim deployment.yml
vim deployment.yml
创建deploy
kubectl create -f deployment.yml
kubectl create -f deployment.yml
查看pod详细信息
kubectl get po -n dev -o wide
kubectl get po -n dev -o wide
为了更好的验证用户请求被分配到哪个pod中，修改3个pod中的nginx默认首页
kubectl exec -it deployment-6696798b78-6zl8p -n dev /bin/bash
echo "10.244.1.44" > /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -it deployment-6696798b78-6zl8p -n dev /bin/bash
echo "10.244.1.44" > /usr/share/nginx/html/index.html
访问3个pod测试
curl http://10.244.196.129:80
curl http://10.244.196.129:80
Service---ClusterIP类型
ClusterIP：默认访问方式，由k8s自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问
创建service-clusterip.yml文件
vim service-clusterip.yml
vim service-clusterip.yml
创建service
kubectl create -f service-clusterip.yml
kubectl create -f service-clusterip.yml
查看service信息
kubectl get svc service -n dev
kubectl get svc service -n dev
查看service详细描述
kubectl describe svc service -n dev
kubectl describe svc service -n dev
查看ipvs的映射规则 PS:rr为默认轮询策略：当service接收到请求后，会通过轮询算法将请求分配到对应的三个pod中
ipvsadm -Ln
ipvsadm -Ln
访问测试
删除service
kubectl delete -f service-clusterip.yml
kubectl delete -f service-clusterip.yml
总结：ClusterIP的访问方式只能用在集群内部主机之间访问，集群外部主机没办法访问
PS：这边测试的时候用到了上面创建的三个pod作为测试
PS：这边测试的时候用到了上面创建的三个pod作为测试
Service---HeadLiness类型
在某些场景下，开发人员如果不想使用Service提供的负载均衡功能，而希望自己来控制负载均衡策略，针对这样的情况，k8s提供了HeadLiness，HeadLiness不会分配Cluster IP，如果想要访问Service，只能通过Service的域名进行访问
创建service-headliness.yml文件
vim service-headliness.yml
vim service-headliness.yml
创建headliness
kubectl create -f service-headliness.yml
kubectl create -f service-headliness.yml
查看headliness
kubectl get svc service-headliness -n dev
kubectl get svc service-headliness -n dev
查看headliness描述信息
kubectl describe svc service-headliness -n dev
kubectl describe svc service-headliness -n dev
进入容器查看当前容器使用的DNS解析地址
kubectl get po -n dev
kubectl exec -it deployment-6696798b78-6zl8p -n dev /bin/bash
kubectl get po -n dev
kubectl exec -it deployment-6696798b78-6zl8p -n dev /bin/bash
安装dig命令；PS：使用dig命令通过DNS服务器地址加上headliness名称与search名称进行访问
yum -y install bind-utils
yum -y install bind-utils
访问
dig @10.96.0.10 service-headliness.dev.svc.cluster.local
dig @10.96.0.10 service-headliness.dev.svc.cluster.local
Service---NodePort类型
前边创建的service只能用于在集群内部访问，但是在生产环境中，service是需要暴露给外部访问的，如果希望将service暴露给集群访问，那么就要用到NodePort类型的service，NodePort的工作原理其实就是将service的端口映射到Node的一个端口上，然后外部主机就可以通过NodeIP:NodePort来访问集群中的pod了
实验：创建service-nodeport.yml文件
vim service-nodeport.yml
vim service-nodeport.yml
创建service
kubectl create -f service-nodeport.yml
kubectl create -f service-nodeport.yml
查看service信息
kubectl get svc -n dev
kubectl get svc -n dev
外部主机访问测试（通过宿主机主机IP加service端口，此时访问集群中任何一台节点IP都可以）
http://192.168.1.197:30000
http://192.168.1.197:30000
Service---Service之LoadBalancer类型
LoadBalancer和NodePort类似，目的都是向外部暴露一个端口，区别在于LoadBalancer会在集群外部在做一个负载均衡设备，而这个设备需要外部环境支持，外部服务器发送到这个设备的请求，会被设备负载之后转发到集群中
Service---Service之ExternaIName类型
ExternaIName用于引入集群外部的服务，它通过externaIName属性指定外部一个服务的地址，然后在集群内部访问此service就可以访问到外部服务了
实验：创建service-externalname.yml
vim service-externalname.yml
vim service-externalname.yml
创建service
kubectl create -f service-externalname.yml
kubectl create -f service-externalname.yml
查看service
kubectl get svc -n dev
kubectl get svc -n dev
域名解析
dig @10.96.0.10 service-externalname.dev.svc.cluster.local
dig @10.96.0.10 service-externalname.dev.svc.cluster.local
Ingress---Ingress介绍
在前面的章节中通过通过Service对集群之外暴露服务的主要方式有两种：
NotePort：该方式的缺点是会占用很多集群机器的端口，当集群服务变多时，这个缺点就愈发的明显
LoadBalancer：该方式的缺点是每个service都需要一个外部负载均衡设备的支持才可以
基于这种现状，k8s提供了ingress资源对象，ingress只需要一个NodePort或者一个负载均衡设备就可以满足暴露多个service的需求
实际上Ingress相当于一个7层的负载均衡器，是k8s对反向代理的一个抽象，它的工作原理类似于Nginx，可以理解成Ingress里建立诸多映射规则，Ingress Colltroller通过监听这些配置规则并转化成Nginx的反向代理配置，然后对外部提供服务，在这里有两个核心理念：
Ingress：k8s中的一个对象，作用是定义请求如何转发到service的规则
Ingress controller：具体实现反向代理及负载均衡的程序，对Ingress定义的规则进行解析，根据配置的规则来实现请求转发，实现方式有很多，比如Nginx，Contour，Haproxy等等
Ingress（以nginx为例）的工作原理
1.用户编写Ingress规则，说明哪个域名对应K8s集群中的Service
2.Ingress控制器动态感知Ingress服务规则的变化，然后生成一段对应的Nginx反向代理配置
3.Ingress控制器会将生成的Nginx配置写入到一个运行着的Nginx服务中，并动态更新
4.到此为止，其实真正工作的就是一个Nginx了，内部配置了用户定义的请求转发规则
Ingress---ingress环境搭建
搭建ingress环境，先部署ingress-nginx控制器
到github中下载对应kubernetes版本的ingress-nginx版本
https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/tags
https://github.com/kubernetes/ingress-nginx/tags
进入到对应的目录下通过yaml文件方式安装控制器
ingress-nginx-controller-v1.9.5/deploy/static/provider/cloud/
ingress-nginx-controller-v1.9.5/deploy/static/provider/cloud/
创建ingress-nginx
kubectl apply -f deploy.yaml
kubectl apply -f deploy.yaml
查看ns（会有一个ingress-nginx的名称空间产生）
kubectl get ns
kubectl get ns
查看ingress-nginx名称空间的pod
kubectl get po -n ingress-nginx
kubectl get po -n ingress-nginx
查看service
kubectl get svc -n ingress-nginx
kubectl get svc -n ingress-nginx
部署tomcat与nginx的pod，通过tomcat-nginx.yml文件创建
yml文件创建
vim tomcat-nginx.yml
vim tomcat-nginx.yml
为了避免前边创建的nginx-pod存在，先删除dev名称空间
kubectl delete ns dev
kubectl delete ns dev
创建dev名称空间
kubectl create ns dev
kubectl create ns dev
创建svc与pod
kubectl create -f tomcat-nginx.yml
kubectl create -f tomcat-nginx.yml
查看svc信息
kubectl get svc -n dev
kubectl get svc -n dev
查看pod信息
kubectl get po -n dev
kubectl get po -n dev
Ingress---Ingress-HTTP代理
通过ingress代理http服务，创建ingress-http.yml
vim ingress-http.yml
vim ingress-http.yml
创建ingress
kubectl create -f ingress-http.yml
kubectl create -f ingress-http.yml
查看ingress信息
kubectl get ing ingress-http -n dev
kubectl get ing ingress-http -n dev
查看详细描述
kubectl describe ing ingress-http -n dev
kubectl describe ing ingress-http -n dev
测试HTTP代理
浏览器访问由于域名无法正常解析，需要在windows内进行解析：C:\Windows\System32\drivers\etc
添加解析
192.168.1.197 www.nginx.com
192.168.1.197 www.tomcat.com
访问测试
在访问测试时，通过域名与ingress对外暴露的端口进行访问
查看ingress-nginx暴露的端口
kubectl get svc -n ingress-nginx
kubectl get svc -n ingress-nginx
访问测试：注意80对应的是HTTP端口，443对应的是HTTPS端口
http://www.nginx.com:30256
http://www.tomcat.com:30256
Ingress---ingress-HTTPS代理
生成证书
openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/C=CN/ST=TJ/O=nginx/CN=thinkmo.com"
openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/C=CN/ST=TJ/O=nginx/CN=thinkmo.com"
创建密钥
kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt
kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt
创建ingress-https.yml
vim ingress-https.yml
vim ingress-https.yml
创建ingress
kubectl create -f ingress-https.yml
kubectl create -f ingress-https.yml
查看ingress信息
kubectl get ing ingress-https -n dev
kubectl get ing ingress-https -n dev
查看详细信息
kubectl describe ing ingress-https -n dev
kubectl describe ing ingress-https -n dev
查看ingress-nginx端口
kubectl get svc -n ingress-nginx
kubectl get svc -n ingress-nginx
访问测试：访问443对应的端口
https://www.nginx.com:31232
https://www.tomcat.com:31232
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