11-k8s中网络资源service

一、service资源概述

        每当我们企业的业务pod迭代功能的时候，都会修改pod，修改后重新启动pod，ip就会变化，那么在生产环境当中，从用户到宿主机、从宿主机到pod，这一个访问流程，都是事先写好的，一旦pod修改后，ip产生变化，就需要重新配置，因此，k8s提供了service资源用于解决这一问题；

二、service资源类型

创建一个工作目录

[root@k8s231 pod]# mkdir -pv /xinjizhiwa/service
[root@k8s231 pod]# cd /xinjizhiwa/service

1，service的cluster IP类型

· 编辑service资源清单

[root@k8s231 service]# cat 01-service-clusterip.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-01
spec:
  #声明clusterip类型，不指定默认也是这个类型；
  type: ClusterIP
  #指定pod的标签
  selector: 
    k8s: xinjizhiwa
  #指定service的ip地址
  clusterIP: 10.200.100.100
  #用户访问service时，访问哪个端口？
  ports:
    #指定访问协议，若不指定协议，默认也是TCP
  - protocol: TCP
    #service的端口
    port: 80
    #pod的容器端口（目标端口）
    targetPort: 80

· 编辑pod资源清单

[root@k8s231 service]# cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: p5
  labels:
    k8s: xinjizhiwa
spec:
  containers:
  - name: c1
    image: nginx:1.20.1-alpine
    ports:
    - containerPort: 80

· 创建资源

[root@k8s231 service]# kubectl apply -f .

· 测试访问service和pod资源看是否都能访问到容器

2，service的nodeport类型

        nodeport类型，就是clusterip类型的升级版，它可以使用宿主机的端口，映射到service开放的端口上，从而，使得用户访问宿主机，宿主机转发到service资源，进而访问到pod资源；

· 编辑service资源清单

[root@k8s231 service]# cat 01-service-clusterip.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-02
spec:
  #声明nodePort类型;
  type: NodePort
  #指定pod的标签
  selector: 
    k8s: xinjizhiwa
  #指定service的ip地址(在nodeport类型中可以不设置，会随机生成)
  clusterIP: 10.200.100.101
  #用户访问service时，访问哪个端口？
  ports:
    #指定访问协议，若不指定协议，默认也是TCP
  - protocol: TCP
    #service的端口
    port: 80
    #pod的容器端口（目标端口）
    targetPort: 80
    #访问宿主机的哪个端口，可以转发访问到service？
    #注意，默认只能使用宿主机的30000-32767区间的端口号（可以放开限制，之后再说）；
    nodePort: 30000

· 创建svc资源

[root@k8s231 service]# kubectl apply -f 01-service-clusterip.yaml

· 浏览器访问宿主机端口测试是否能够访问到容器

3，service的loadbalancer类型（了解即可）

        日后我们使用云环境负载均衡器的时候，就将vip地址填写到这个类型之下，就可以实现云负载均衡访问svc访问pod；

· 模拟宿主机的vip

        也就是说，模拟负载均衡器（模拟例如keepalive的bip地址）vip；

[root@k8s231 service]# ifconfig eth0:1 10.0.0.88

· 编辑svc资源清单

[root@k8s231 service]# vim 03-service-loadbalancer.yaml 

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: svc-loadbalancer
spec:
  # 指定service类型为LoadBalancer，注意，一般用于云环境
  type: LoadBalancer
  selector:
    k8s: xinjizhiwa
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    # 注意，将来这个nodeProt也对应的是云环境负载均衡的地址
    nodePort: 30001
  # 指定LoadBalancer云环境的负载均衡地址，要确保K8S集群能和负载均衡的IP地址进行通信!
  #用户通过vip:10.0.0.88就可以访问到svc资源了；
  externalIPs:
  - 10.0.0.88

· 创建svc资源

[root@k8s231 service]# kubectl apply -f 03-service-loadbalancer.yaml

· 宿主机浏览器访问

4，service的externalname类型（了解即可）

        就是域名转发功能，就是做了一个跳转，将来用户访问svc就会直接访问到我们设置的挑战的地址上，写上“百度”，就跳转到“百度”。

· 编写svc资源清单

[root@k8s231 service]# vim 06-svc-ex.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-externalname
spec:
  # svc类型
  type: ExternalName
  # 指定跳转到外部的域名地址
  externalName: www.baidu.com

· 创建svc资源

[root@k8s231 service]# kubectl apply -f 06-svc-ex.yaml

· 随便创建一个pod查看其dns解析地址

[root@k8s231 service]# vim 02-pod-nginx.yaml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: p1
spec:
  containers:
    - name: c1
      image: nginx:1.20.1-alpine

· 进入pod查看dns解析地址

[root@k8s231 service]# kubectl exec p1 -it -- sh

/ # cat /etc/resolv.conf 
nameserver 10.200.0.10
search default.svc.xinjizhiwa.com svc.xinjizhiwa.com xinjizhiwa.com

· 测试访问

[root@k8s231 ~]# dig @10.200.0.10 svc-externalname.default.svc.xinjizhiwa.com +short
www.baidu.com.
www.a.shifen.com.
110.242.68.3
110.242.68.4

三、nodeport的端口范围设置和svc的endpoint列表

        还记得在svc资源nodeport类型中，宿主机端口映射的范围必须在30000-32767之间，否则会报错；

        但是，这个范围是可以修改的；只需要进入到静态pod目录中，找到kube-apiserver的pod资源，进入添加一条命令【- --service-node-port-range=3000-50000】；

        提那家完毕这个命令后，宿主机端口映射就变成了3000-50000了；

1，修改apiservice的宿主机映射端口范围

[root@k8s231 service]# vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  annotations:
    kubeadm.kubernetes.io/kube-apiserver.advertise-address.endpoint: 10.0.0.231:6443
  creationTimestamp: null
  labels:
    component: kube-apiserver
    tier: control-plane
  name: kube-apiserver
  namespace: kube-system
spec:
  containers:
  - command:
    ......

   #就是这一条命令；

    - --service-node-port-range=3000-50000
    - --advertise-address=10.0.0.231
......

2，创建svc测试能否实现宿主机端口范围的映射

[root@k8s231 service]# cat 06-svc-ex.yaml 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-externalname
spec:
  type: NodePort
  selector:
    k8s: xinjizhiwa
  clusterIP: 10.200.1.100
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 88
    targetPort: 99
    nodePort: 8080

3，查看svc的详细信息

[root@k8s231 service]# kubectl describe svc svc-externalname 
Name:                     svc-externalname
Namespace:                default
Labels:                  
Annotations:              
Selector:                 k8s=xinjizhiwa
Type:                     NodePort
IP Family Policy:         SingleStack
IP Families:              IPv4
IP:                       10.200.1.100
IPs:                      10.200.1.100
Port:                      88/TCP
TargetPort:               99/TCP
NodePort:                  8080/TCP

#还没有匹配到pod，所以Endpoints是none，匹配到的话，就会显示pod的ip地址
Endpoints:                
Session Affinity:         None
External Traffic Policy:  Cluster
Events:                  

4，创建pod

[root@k8s231 service]# vim pod.yaml 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: p7
  labels:
    k8s: xinjizhiwa
spec:
  containers:
  - name: c1
    image: nginx:1.20.1-alpine
    ports:
    - containerPort: 99

[root@k8s231 service]# kubectl apply -f pod.yaml 
pod/p7 created

5，再次查看svc的详细信息

[root@k8s231 service]# kubectl describe svc svc-externalname

四、svc小结（重点）

1，service资源的四种类型：

        · ClusterIP：给svc资源一个固定的IP地址，默认的类型；

        · NodePort：在ClusterIP基础上，映射到宿主机（物理机）的端口号，默认是30000-32767可修改；

        · LoadBalancer：可以添加云环境的负载均衡VIP地址和负载均衡器的宿主机端口号，用户通过访问VIP+负载均衡器的端口访问到svc资源，进而访问到pod==容器==服务中；

        · ExternalName：类似于HTTP请求的302/301跳转，可以将访问svc的请求转发到指定的地址上；主要是转发功能；

2，修改svc的NodePort类型中宿主机映射端口的范围

        默认是30000-32767，可以通过静态pod目录下的kube-apiserver.yaml的pod资源清单中加上一条命令，来设置宿主机的映射端口范围；

3，svc的endpoint列表

        用户通过访问SVC资源，进而将请求转发到endpoint列表中的pod中，endpoint列表，就是svc将请求转发到的目的地；

五、service资源中endpoint列表关联外部服务

1，创建一个svc资源

· 编辑资源清单

[root@k8s231 endpoint]# vim svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc01
spec:
  ports:
  - port: 888

· 创建svc资源

[root@k8s231 endpoint]# kubectl apply -f svc.yaml

· 查看svc资源

[root@k8s231 endpoint]# kubectl describe svc svc01

        可以看到endpoint列表中什么都没有，也就是说，现在访问svc资源，什么都访问不到；我们还记得上面说的，svc资源是通过“标签选择”来将pod提那家到svc的endpoint列表中的，那么我们如何将k8s集群外部的容器添加到endpoint列表中纳？

        举例：在生产环境中，我们的数据库服务，都是常年运行的历史性业务服务，当企业的应用上k8s时，数据库的迁移工作非常的繁琐，所以，如果能将外部的SQL服务，提那家到svc资源的endpoint列表中，就节省了数据库迁移k8s的繁杂工作；

2，svc资源与endpoint资源关联

        对，你看的没错，endpoint本质上也是一个单独的资源，只是在我们创建svc资源的时候，系统自动给我们创建的；

        svc资源与endpoint资源是通过元数据（metadata中的）名称，进行关联的，只要endpoint资源的名称与svc资源的名称相同，则，endpoint资源的服务IP就会出现在svc资源的endpoint列表中，即关联成功；

· k8s集群外部拉取一个mysql服务容器

        随便找一个k8s集群之外的虚拟机，本次我们拿harbor虚拟机做演示；

[root@harbor ~]# docker run --name=xinjizhiwa-mysql \
  -p 13306:3306 -d \
  -e MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD=yes \
  -e MYSQL_DATABASE=wordpress \
  -e MYSQL_USER=admin \
  -e MYSQL_PASSWORD=xinjizhiwa \
  --restart always \
  mysql:8.0 \
  --default-authentication-plugin=mysql_native_password \
  --character-set-server=utf8 \
  --collation-server=utf8_bin

· 测试登录mysql容器和添加测试数据

[root@harbor ~]# docker exec -it xinjizhiwa-mysql mysql -u admin -pxinjizhiwa
..............

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| wordpress          |
+--------------------+
..............

mysql> show tables from wordpress;

· k8s集群中创建endpoint资源

[root@k8s231 endpoint]# vim endpoint.yaml

apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  name: svc01
subsets:
#指定外部endpoints的宿主机ip
- addresses:
  - ip: 10.0.0.230
  ports:
  - port: 13306

[root@k8s231 endpoint]# kubectl apply -f endpoint.yaml

此时再次查看svc资源，发现endpoints列表中，出现了外部服务的ip+端口；

我们、成功了；

六、案例：wordpress博客案例

        提醒，上述内容中，我们已经有了mysql，那么接下来，我们就搭建一套简单的架构，用户通过访问宿主机，转发到wordpress服务pod容器中，wordpress通过svc资源，访问到k8s外部数据库服务实现数据存储于查询；

· 创建wordpress的pod和svc资源

[root@k8s231 endpoint]# cat wp-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: wp-pod
  labels: 
    k8s: xinjizhiwa
spec:
  containers:
  - name: wp-c1
    image: wordpress:latest
    ports:
    - containerPort: 80
    env:
        - name: WORDPRESS_DB_HOST
          #外部mysql服务的svc资源名称及端口；
          value: svc01:888
        - name: WORDPRESS_DB_USER
          value: admin
        - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
          value: xinjizhiwa
---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: wp-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    k8s: xinjizhiwa
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30080

[root@k8s231 endpoint]# kubectl apply -f wp-pod.yaml

· 浏览器访问测试

        可见访问成功，至此service资源就先告一段落；