深入解析StatefulSet与K8s服务管理

目录

一、Statefulset控制器：概念、原理解读

有状态服务

无状态服务

StatefulSet部分组成

Headless service

二、Statefulset资源清单文件编写技巧

三、Statefulset使用案例：部署web站点

四、Statefulset管理pod：扩容、缩容、更新

Statefulset实现pod的动态扩容

Statefulset实现pod的动态缩容

Statefulset实现pod的更新

一、概述

二、 Kube-proxy的三种模式

2.1 userspace 模式

2.2 iptables 模式

2.3 ipvs 模式

三、Service资源类型

四、Service实战案例

实验环境准备

4.1 ClusterIP类型的Service

4.2 HeadLiness类型的Service

4.3 NodePort类型的Service

4.4 LoadBalancer类型的Service

4.5 ExternalName类型的Service

---

一、Statefulset控制器：概念、原理解读

StatefulSet是为了管理有状态服务的问题而设计的。

有状态服务

StatefulSet是有状态的集合，管理有状态的服务，它所管理的Pod的名称不能随意变化。数据持久化的目录也是不一样，每一个Pod都有自己独有的数据持久化存储目录。比如MySQL主从、redis集群等。

无状态服务

RC、Deployment、DaemonSet都是管理无状态的服务，它们所管理的Pod的IP、名字，启停顺序等都是随机的。个体对整体无影响，所有pod都是共用一个数据卷的，部署的tomcat就是无状态的服务，tomcat被删除，在启动一个新的tomcat，加入到集群即可，跟tomcat的名字无关。

StatefulSet部分组成

1. Headless Service：用来定义pod网路标识，生成可解析的DNS记录

2. volumeClaimTemplates：存储卷申请模板，创建pvc，指定pvc名称大小，自动创建pvc，且pvc由存储类供应。

3. StatefulSet：管理pod的

Headless service

Headless service不分配clusterIP，headless service可以通过解析service的DNS,返回所有Pod的dns和ip地址 (只有statefulSet部署的Pod才有DNS地址)，普通的service,只能通过解析service的DNS返回service的ClusterIP。

为什么要用headless service（没有service ip的service）？

在使用Deployment时，创建的Pod名称是没有顺序的，是随机字符串，在用statefulset管理pod时要求pod名称必须是有序的 ，每一个pod不能被随意取代，pod重建后pod名称还是一样的。因为pod IP是变化的，所以要用Pod名称来识别。pod名称是pod唯一性的标识符，必须持久稳定有效。这时候要用到无头服务，它可以给每个Pod一个唯一的名称。

1、headless service会为service分配一个域名

<service name>.$<namespace name>.svc.cluster.local

K8s中资源的全局FQDN格式:

　Service_NAME.NameSpace_NAME.Domain.LTD.Domain.LTD.=svc.cluster.local.　　　　 #这是默认k8s集群的域名。
FQDN 全称 Fully Qualified Domain Name
​
即全限定域名：同时带有主机名和域名的名称
​
FQDN = Hostname + DomainName
​
如：主机名是 duoduo
​
域名是 [baidu.com](http://baidu.com/)
​
FQDN= duoduo.baidu.com.
​
#eg：
[root@k8s-master deployment]# dig nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local @10.96.0.10
​
; <<>> DiG 9.11.36-RedHat-9.11.36-14.el8_10 <<>> nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local @10.96.0.10
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS
;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 19414
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available
​
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
; COOKIE: 16379d4770867ed4 (echoed)
;; QUESTION SECTION:
;nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local. IN A
​
;; ANSWER SECTION:
nginx-deploy-svc.default.svc.cluster.local. 30 IN A 10.97.172.98
​
;; Query time: 7 msec
;; SERVER: 10.96.0.10#53(10.96.0.10)
;; WHEN: 一 1月 13 01:25:21 EST 2025
;; MSG SIZE  rcvd: 141
​
[root@k8s-master deployment]# kubectl get svc
NAME               TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        6d4h
nginx-deploy-svc   NodePort    10.97.172.98   <none>        80:30676/TCP   2m20s

2、StatefulSet会为关联的Pod保持一个不变的Pod Name

statefulset中Pod的名字格式为 【 $(StatefulSet name)-$(pod序号) 】

3、StatefulSet会为关联的Pod分配一个dnsName

$<Pod Name>.$<service name>.$<namespace name>.svc.cluster.local

二、Statefulset资源清单文件编写技巧

#查看定义Statefulset资源需要的字段
​
[root@k8s-master01~]# kubectl explain statefulset
​
FIELDS:
​apiVersion       <string> #定义statefulset资源需要使用的api版本
​kind  <string>          #定义的资源类型
​metadata         <Object>     #元数据
​spec <Object>          #定义容器相关的信息
​
#查看statefulset.spec字段如何定义
​
[root@k8s-master01~]# kubectl explain statefulset.spec
​
FIELDS:
​podManagementPolicy <string> #pod管理策略
​replicas    <integer>  #副本数
​revisionHistoryLimit       <integer> #保留的历史版本
​selector    <Object> -required- #标签选择器，选择它所关联的pod
​serviceName   <string> -required-  #headless service的名字
​template  <Object> -required-     #生成pod的模板
​updateStrategy       <Object>   #更新策略
​volumeClaimTemplates <[]Object> #存储卷申请模板
​
#查看statefulset的spec.template字段如何定义？
​
#对于template而言，其内部定义的就是pod，pod模板是一个独立的对象
​
[root@k8s-master01~]# kubectl explain statefulset.spec.template
​
FIELDS:
​metadata         <Object>
​spec <Object>  #定义容器属性的

通过上面可以看到，statefulset资源中有两个spec字段。第一个spec声明的是statefulset定义多少个Pod副本（默认将仅部署1个Pod）、匹配Pod标签的选择器、创建pod的模板、存储卷申请模板，第二个spec是spec.template.spec：主要用于Pod里的容器属性等配置。

.spec.template里的内容是声明Pod对象时要定义的各种属性，所以这部分也叫做PodTemplate（Pod模板）。还有一个值得注意的地方是：在.spec.selector中定义的标签选择器必须能够匹配到spec.template.metadata.labels里定义的Pod标签，否则Kubernetes将不允许创建statefulset。

三、Statefulset使用案例：部署web站点

#编写一个Statefulset资源清单文件
​
[root@k8s-master01~]# cat statefulset.yaml
​
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: nginx-svclabels:app: nginx
spec:ports:- port: 80name: webclusterIP: "None"selector:app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:name: web
spec:selector:matchLabels:app: nginxserviceName: "nginx-svc"replicas: 2template:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80name: web
​
#更新资源清单文件
​
[root@k8s-master01~]# kubectl apply -f statefulset.yaml
​
service/nginx created
​
statefulset.apps/web created
​
#查看statefulset是否创建成功
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get statefulset
​
NAME   READY   AGE
​
web      2/2      42s
​
#查看pod
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get pods -l app=nginx
​
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
​
web-0   1/1     Running   0          2m17s
​
web-1   1/1     Running   0          115s
​
#通过上面可以看到创建的pod是有序的
​
#查看headless service
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get svc -l app=nginx
​
NAME    TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
​
nginx    ClusterIP      None         <none>        80/TCP    3m19s
​
#查看pvc
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get pvc
​
#查看pod主机名
​
[root@k8s-master01~]# for i in 0 1; do kubectl exec web-$i -- sh -c 'hostname';done
​
web-0
​
web-1
​
#使用k运行一个提供nslookup命令的容器(bubybox:1.28)，这个命令来自于dnsutils包，通过对pod主机名执行nslookup，可以检查它们在集群内部的DNS地址：
​
[root@hd1 ~]# cat pod-second.yaml
​
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-secondlabels:app: backendtier: db
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:1.28imagePullPolicy: IfNotPresentcommand: ["sh","-c","sleep 3600"]
​
[root@hd1 ~]# kubectl apply -f pod-second.yaml
​
[root@hd1 ~]# kubectl exec -it pod-second -- /bin/sh
​
/ # nslookup  web-0.nginx.default.svc.cluster.local
​
Server:    10.10.0.10
​
Address 1: 10.10.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
​
Name:      web-0.nginx.default.svc.cluster.local
​
Address 1: 10.10.156.137 web-0.nginx.default.svc.cluster.local
​
/ #
​
#statefulset创建的pod也是有dns记录的
​
Address: 10.10.209.154  #解析的是pod的ip地址，还可以解析 nginx.default.svc.cluster.local
​
/ # nslookup  nginx.default.svc.cluster.local
​
Server:    10.10.0.10
​
Address 1: 10.10.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.local
​
Name:      nginx.default.svc.cluster.local
​
Address 1: 10.10.25.245 web-1.nginx.default.svc.cluster.local
​
Address 2: 10.10.156.137 web-0.nginx.default.svc.cluster.local
​
/ #

举例说明service 和headless service区别？

#通过deployment创建pod，pod前端创建一个service
[root@k8s-master01~]# cat deploy-service.yaml
​
apiVersion: v1
​
kind: Service
​
metadata:
​name: my-nginx
​labels:
​run: my-nginx
​
spec:
​type: ClusterIP
​ports:
​- port: 80   #service的端口，暴露给k8s集群内部服务访问
​protocol: TCP
​targetPort: 80    #pod容器中定义的端口
​selector:
​run: my-nginx  #选择拥有run=my-nginx标签的pod
​
---
​
apiVersion: apps/v1
​
kind: Deployment
​
metadata:
​name: my-nginx
​
spec:
​selector:
​matchLabels:
​run: my-nginx
​replicas: 2
​template:
​metadata:
​labels:
​run: my-nginx
​spec:
​containers:
​- name: my-nginx
​image: busybox
​imagePullPolicy: IfNotPresent
​ports:
​- containerPort: 80
​command:
​- sleep: 0"
​
#更新资源清单文件
​
[root@k8s-master01~]# kubectl apply -f deploy-service.yaml
​
#查看service
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get svc -l run=my-nginx
​
NAME       TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S) 
​
my-nginx   ClusterIP     10.100.89.90   <none>        80/TCP  
​
#查看pod
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get pods -l run=my-nginx
​
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
​
my-nginx-58f74fc5b6-jzbvk   1/1     Running   0          70s
​
my-nginx-58f74fc5b6-n9lqv   1/1     Running   0          53s
​
#通过上面可以看到deployment创建的pod是随机生成的
​
#进入到web-1的pod
​
[root@k8s-master01~]# kubectl exec -it web-1 -- /bin/bash
​
root@web-1:/# nslookup my-nginx.default.svc.cluster.local
​
Server:           10.10.0.10
​
Address:        10.10.0.10#53
​
Name:   my-nginx.default.svc.cluster.local
​
Address: 10.100.89.90   #解析的是service的ip地址

四、Statefulset管理pod：扩容、缩容、更新

Statefulset实现pod的动态扩容

如果我们觉得两个副本太少了，想要增加，只需要修改配置文件statefulset.yaml里的replicas的值即可，原来replicas: 2，现在变成replicaset: 3，修改之后，执行如下命令更新：

[root@k8s-master01~]# kubectl apply -f statefulset.yaml
​
service/nginx unchanged
​
statefulset.apps/web configured
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get sts
​
NAME   READY   AGE
​
web    3/3     60m
​[root@k8s-master01~]# kubectl get pods -l app=nginx
​
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
​
web-0   1/1     Running   0          61m
​
web-1   1/1     Running   0          60m
​
web-2   1/1     Running   0          79s
​#也可以直接编辑控制器实现扩容
​
[root@k8s-master01~]# kubectl edit sts web
​
#这个是我们把请求提交给了apiserver，实时修改，把上面的spec下的replicas 后面的值改成4，保存退出
[root@k8s-master01~]#  kubectl get pods -l app=nginx
​
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
​
web-0   1/1     Running   0          62m
​
web-1   1/1     Running   0          62m
​
web-2   1/1     Running   0          3m13s
​
web-3   1/1     Running   0          26s

Statefulset实现pod的动态缩容

如果我们觉得4个Pod副本太多了，想要减少，只需要修改配置文件statefulset.yaml里的replicas的值即可，把replicaset：4变成replicas: 2，修改之后，执行如下命令更新：

[root@k8s-master01~]# kubectl apply -f statefulset.yaml
​
service/nginx unchanged
​
statefulset.apps/web configured
​
[root@k8s-master01~]#  kubectl get pods -l app=nginx
​
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
​
web-0   1/1     Running   0          64m
​
web-1   1/1     Running   0          64m

Statefulset实现pod的更新

myapp.tar.gz上传到k8s-worker01上，手动解压[root@k8s-worker01 ~]# docker load -i myapp.tar.gz
​
[root@k8s-master01~]# kubectl edit sts web
​
#修改镜像nginx变成- image: ikubernetes/myapp:v2，修改之后保存退出
​
[root@k8s-master01~]# kubectl get pods -o wide -l app=nginx
​
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
​
web-0   1/1     Running   0          18s   10.10.209.156  k8s-worker01  
​
web-1   1/1     Running   0          36s   10.10.187.115  k8s-worker02
​
#查看pod详细信息
​
[root@k8s-master01~]# kubectl describe pods web-0
​
#可以看到pod已经使用刚才更新的镜像ikubernetes/myapp:v2

一、概述

在kubernetes中，pod是应用程序的载体，我们可以通过pod的ip来访问应用程序，但是pod的ip地址不是固定的，这也就意味着不方便直接采用pod的ip对服务进行访问。

为了解决这个问题，kubernetes提供了Service资源，Service会对提供同一个服务的多个pod进行聚合，并且提供一个统一的入口地址。通过访问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Node节点上都运行着一个kube-proxy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的变动，然后它会将最新的Service信息转换成对应的访问规则。

二、 Kube-proxy的三种模式

2.1 userspace 模式

userspace模式下，kube-proxy会为每一个Service创建一个监听端口，发向Cluster IP的请求被Iptables规则重定向到kube-proxy监听的端口上，kube-proxy根据LB（LoadBalance，负载均衡）算法选择一个提供服务的Pod并和其建立链接，以将请求转发到Pod上。 该模式下，kube-proxy充当了一个四层负载均衡器的角色。由于kube-proxy运行在userspace中，在进行转发处理时会增加内核和用户空间之间的数据拷贝，虽然比较稳定，但是效率比较低。

2.2 iptables 模式

iptables模式下，kube-proxy为service后端的每个Pod创建对应的iptables规则，直接将发向Cluster IP的请求重定向到一个Pod IP。 该模式下kube-proxy不承担四层负载均衡器的角色，只负责创建iptables规则。该模式的优点是较userspace模式效率更高，但不能提供灵活的LB策略，当后端Pod不可用时也无法进行重试。

2.3 ipvs 模式

ipvs模式和iptables类似，kube-proxy监控Pod的变化并创建相应的ipvs规则。ipvs相对iptables转发效率更高。除此以外，ipvs支持更多的LB算法。

# 此模式必须安装ipvs内核模块（集群部署的时候已安装），否则会降级为iptables
# 开启ipvs，cm： configmap
[root@k8s-master01 ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
# 修改mode: "ipvs"
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete pod -l k8s-app=kube-proxy -n kube-system
[root@node1 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags-> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.32.128:30080 rr-> 172.16.79.79:80              Masq    1      0          0         
TCP  172.16.32.128:32665 rr-> 172.16.79.82:8443            Masq    1      0          0         
TCP  172.17.0.1:30080 rr-> 172.16.79.79:80              Masq    1      0          0         
TCP  172.17.0.1:32665 rr-> 172.16.79.82:8443            Masq    1      0          0         
TCP  192.168.115.161:30080 rr-> 172.16.79.79:80              Masq    1      0          0         
TCP  192.168.115.161:32665 rr-> 172.16.79.82:8443            Masq    1      0          0         
TCP  192.168.115.166:30080 rr-> 172.16.79.79:80              Masq    1      0          0         
TCP  192.168.115.166:32665 rr-> 172.16.79.82:8443            Masq    1      0          0         
TCP  10.10.0.1:443 rr-> 192.168.115.161:6443         Masq    1      0          0         -> 192.168.115.162:6443         Masq    1      0          0         -> 192.168.115.163:6443         Masq    1      1          0         
TCP  10.10.0.10:53 rr-> 172.16.122.139:53            Masq    1      0          0         -> 172.16.122.140:53            Masq    1      0          0         
TCP  10.10.0.10:9153 rr-> 172.16.122.139:9153          Masq    1      0          0         -> 172.16.122.140:9153          Masq    1      0          0         
TCP  10.10.39.128:8000 rr-> 172.16.79.80:8000            Masq    1      0          0         
TCP  10.10.128.23:443 rr-> 172.16.79.81:443             Masq    1      0          0         
TCP  10.10.166.16:8000 rr-> 172.16.79.79:80              Masq    1      0          0         
TCP  10.10.195.192:443 rr-> 172.16.79.82:8443            Masq    1      0          0         
UDP  10.10.0.10:53 rr-> 172.16.122.139:53            Masq    1      0          0         -> 172.16.122.140:53            Masq    1      0          0       

三、Service资源类型

常见的Service资源清单

apiVersion: v1
kind: Service
matadata:                                #元数据name: string                           #service的名称namespace: string                      #命名空间  labels:                                #自定义标签属性列表- name: stringannotations:                           #自定义注解属性列表  - name: string
spec:                                    #详细描述selector: []                           #label selector配置，将选择具有label标签的Pod作为管理范围type: string                           #service的类型，指定service的访问方式，默认为clusterIp              clusterIP: string                      #虚拟服务地址      sessionAffinity: string                #是否支持sessionports:                                 #service需要暴露的端口列表- name: string                         #端口名称protocol: string                     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCPport: int                            #服务监听的service端口号targetPort: int                      #需要转发到后端Pod的端口号nodePort: int                        #当type = NodePort时，指定映射到物理机的端口号status:                                #当spce.type=LoadBalancer时，设置外部负载均衡器的地址loadBalancer:                        #外部负载均衡器    ingress:                           #外部负载均衡器 ip: string                       #外部负载均衡器的Ip地址值hostname: string                 #外部负载均衡器的主机名

资源清单案例

apiVersion: v1  # 资源版本
kind: Service  # 资源类型
metadata: # 元数据name: service # 资源名称namespace: dev # 命名空间
spec: # 描述selector: # 标签选择器，用于确定当前service代理哪些podapp: nginxtype: # Service类型，指定service的访问方式clusterIP:  # 虚拟服务的ip地址sessionAffinity: # session亲和性，支持ClientIP、None两个选项ports: # 端口信息- protocol: TCP port: 3017  # service端口targetPort: 5003 # pod端口nodePort: 31122 # 主机端口

Service中的service.spec.type类型

类型	含义
ClusterIP	意味着服务仅在集群内部可用，只能通过集群IP访问。
ExternalName	意味着服务仅包含一个对外部名称的引用，Kubedns或等价物将返回作为CNAME记录，不会涉及任何容器的暴露或代理。
LoadBalancer	意味着服务将通过外部负载均衡器（如果云提供商支持的话）进行暴露，除了NodePort类型之外。
NodePort	意味着服务将在每个节点的一个端口上进行暴露，除了ClusterIP类型之外。

Service中的三类IP地址

IP类型	作用
Node IP	节点IP是Kubernetes集群中每个节点的唯一标识符。它代表了节点的网络接口，用于在集群内部进行通信。节点IP通常是一个私有IP地址范围，用于在集群内部进行通信。节点IP是Service在集群内部提供服务的唯一标识，用于路由流量到指定的Pod。
Pod IP	Pod IP是Kubernetes中每个Pod的唯一标识符。它代表了Pod的网络接口，用于在集群内部进行通信。Pod IP通常是一个私有IP地址范围，用于在集群内部进行通信。Pod IP是Service在集群内部提供服务的唯一标识，用于路由流量到指定的Pod。
Cluster IP	Cluster IP是Kubernetes集群中Service的IP地址。它代表了Service在集群内部提供的服务，用于在集群内部进行通信。Cluster IP通常是一个私有IP地址范围，用于在集群内部进行通信。Cluster IP是Service在集群内部提供服务的唯一标识，用于路由流量到指定的Pod。

综上所述，Kubernetes中的三类IP地址分别是Node IP、Pod IP和Cluster IP。这些IP地址用于在不同网络之间路由流量，以便外部和内部应用程序可以访问Kubernetes集群中的服务和Pod。

四、Service实战案例

实验环境准备

在使用service之前，首先利用Deployment创建出3个pod，注意要为pod设置app=nginx-pod的标签

创建deployment.yaml，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment      
metadata:name: pc-deploymentnamespace: dev
spec: replicas: 3selector:matchLabels:app: nginx-podtemplate:metadata:labels:app: nginx-podspec:containers:- name: nginximage: nginxports:- containerPort: 80
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f deployment.yaml
deployment.apps/pc-deployment created
​
# 查看pod详情
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -n dev -o wide --show-labels
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES   LABELS
pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5   1/1     Running   0          89s   172.16.79.83    k8s-worker01   <none>           <none>            app=nginx-pod,pod-template-hash=59c564ffb7
pc-deployment-59c564ffb7-fg2j8   1/1     Running   0          89s   172.16.69.206   k8s-worker02   <none>           <none>            app=nginx-pod,pod-template-hash=59c564ffb7
pc-deployment-59c564ffb7-sprp7   1/1     Running   0          89s   172.16.69.207   k8s-worker02   <none>           <none>            app=nginx-pod,pod-template-hash=59c564ffb7
​
# 为了方便后面的测试，修改下三台nginx的index.html页面（三台修改的IP地址不一致）
[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec -it pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5 -n dev -- /bin/sh
root@pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5:/# echo "172.16.79.83" > /usr/share/nginx/html/index.html 
[root@k8s-master01 ~]# kubectl -n dev exec -it pc-deployment-59c564ffb7-fg2j8 -- /bin/bash
root@pc-deployment-59c564ffb7-fg2j8:/# echo "172.16.69.206" > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@k8s-master01 ~]# kubectl -n dev exec -it pc-deployment-59c564ffb7-sprp7 -- /bin/bash
root@pc-deployment-59c564ffb7-sprp7:/# echo "172.16.69.207" > /usr/share/nginx/html/index.html 
#修改完毕之后，访问测试
[root@k8s-master01 ~]# curl 172.16.79.83
172.16.79.83
[root@k8s-master01 ~]# curl 172.16.69.206
172.16.69.206
[root@k8s-master01 ~]# curl 172.16.69.207
172.16.69.207

4.1 ClusterIP类型的Service

创建service-clusterip.yaml文件apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: service-clusteripnamespace: dev
spec:selector:app: nginx-podclusterIP: 10.10.97.97 # service的ip地址，如果不写，默认会生成一个type: ClusterIPports:- port: 80  # Service端口       targetPort: 80 # pod端口# 创建service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f service-clusterip.yaml
service/service-clusterip created
​
# 查看service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get svc -n dev 
[root@k8s-master01 ~]# kubectl -n dev get svc
NAME                TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
service-clusterip   ClusterIP   10.10.97.97   <none>        8001/TCP   10s
​
# 查看service的详细信息
# 在这里有一个Endpoints列表，里面就是当前service可以负载到的服务入口
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe service -n dev
Name:              service-clusterip
Namespace:         dev
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=nginx-pod
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                10.10.97.97
IPs:               10.10.97.97
Port:              <unset>  8001/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         172.16.69.206:80,172.16.69.207:80,172.16.79.83:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>
​
# 查看ipvs的映射规则
[root@k8s-master01 ~]# ipvsadm -Ln
TCP  10.97.97.97:80 rr-> 10.10.1.39:80               Masq    1      0          0-> 10.10.1.40:80               Masq    1      0          0-> 10.10.2.33:80               Masq    1      0          0
​
# 访问10.10.97.97:8001观察效果
​
[root@k8s-master01 ~]# curl 10.10.97.97:8001
172.16.79.83
[root@k8s-master01 ~]# curl 10.10.97.97:8001
172.16.69.207
[root@k8s-master01 ~]# curl 10.10.97.97:8001
172.16.69.206

Endpoint解析

• Endpoint是kubernetes中的一个资源对象，存储在etcd中，用来记录一个service对应的所有pod的访问地址，它是根据service配置文件中selector描述产生的。

• 一个Service由一组Pod组成，这些Pod通过Endpoints暴露出来，Endpoints是实现实际服务的端点集合。换句话说，service和pod之间的联系是通过endpoints实现的。

负载分发策略

对Service的访问被分发到了后端的Pod上去，目前kubernetes提供了两种负载分发策略：

• 如果不定义，默认使用kube-proxy的策略，比如随机、轮询

• 基于客户端地址的会话保持模式，即来自同一个客户端发起的所有请求都会转发到固定的一个Pod上

# 查看ipvs的映射规则【rr 轮询】
[root@k8s-master01 ~]# ipvsadm -Ln
TCP  10.97.97.97:80 rr-> 10.10.1.39:80               Masq    1      0          0-> 10.10.1.40:80               Masq    1      0          0-> 10.10.2.33:80               Masq    1      0          0
​
# 循环访问测试
[root@k8s-master01 ~]# while true;do curl 10.97.97.97:80; sleep 5;  done;
10.10.1.40
10.10.1.39
10.10.2.33
10.10.1.40
10.10.1.39
10.10.2.33
​
# 修改分发策略----sessionAffinity:ClientIP
​
# 查看ipvs规则【persistent 代表持久】
[root@k8s-master01 ~]# ipvsadm -Ln
TCP  10.97.97.97:80 rr persistent 10800-> 10.10.1.39:80               Masq    1      0          0-> 10.10.1.40:80               Masq    1      0          0-> 10.10.2.33:80               Masq    1      0          0
​
# 循环访问测试
[root@k8s-master01 ~]# while true;do curl 10.97.97.97; sleep 5; done;
10.10.2.33
10.10.2.33
10.10.2.33# 删除service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -f service-clusterip.yaml
service "service-clusterip" deleted
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete service service-clusterip -n dev
service "service-clusterip" deleted

4.2 HeadLiness类型的Service

在某些场景中，开发人员可能不想使用Service提供的负载均衡功能，而希望自己来控制负载均衡策略，针对这种情况，kubernetes提供了HeadLiness Service，这类Service不会分配Cluster IP，如果想要访问service，只能通过service的域名进行查询。

创建service-headliness.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: service-headlinessnamespace: dev
spec:selector:app: nginx-podclusterIP: None # 将clusterIP设置为None，即可创建headliness Servicetype: ClusterIPports:- port: 80    targetPort: 80
​# 创建service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f deployment-nginx-headliness.yaml
service/service-headliness created
​
# 获取service， 发现CLUSTER-IP未分配
[root@k8s-master01 ~]# kubectl -n dev get svc
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service-headliness   ClusterIP   None         <none>        80/TCP    10s
​
# 查看service详情
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe svc -n dev
Name:              service-headliness
Namespace:         dev
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=nginx-pod
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                None
IPs:               None
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         172.16.69.206:80,172.16.69.207:80,172.16.79.83:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>
​
​
# 查看域名的解析情况
[root@k8s-master01 ~]# kubectl  -n dev exec -it pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5 -- /bin/bash 
[root@k8s-master01 ~]# kubectl  -n dev exec -it pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5 -- /bin/bash 
root@pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5:/#
root@pc-deployment-59c564ffb7-8vzp5:/# cat /etc/resolv.conf 
search dev.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
nameserver 10.10.0.10
options ndots:5
​
[root@k8s-master01 ~]# dig @10.96.0.10 service-headliness.dev.svc.cluster.local
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 172.16.79.83
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 172.16.69.206
service-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 172.16.69.207
​
#删除service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -n dev svc service-headliness
service "service-headliness" deleted

4.3 NodePort类型的Service

在之前的样例中，创建的Service的ip地址只有集群内部才可以访问，如果希望将Service暴露给集群外部使用，那么就要使用到另外一种类型的Service，称为NodePort类型。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，然后就可以通过NodeIp:NodePort来访问service了。

创建service-nodeport.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: service-nodeportnamespace: dev
spec:selector:app: nginx-podtype: NodePort # service类型ports:- port: 80nodePort: 30002 # 指定绑定的node的端口(默认的取值范围是：30000-32767), 如果不指定，会默认分配targetPort: 80# 创建service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f deployment-nginx-nodeport.yaml 
service/service-nodeport created
​
​
# 查看service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl -n dev get svc -o wide 
NAME               TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE   SELECTOR
service-nodeport   NodePort   10.10.25.194   <none>        80:30002/TCP   29s   app=nginx-pod
​
# 接下来可以通过电脑主机的浏览器去访问集群中任意一个nodeip的30002端口，即可访问到pod
#删除service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -n dev svc service-nodeport 
service "service-nodeport" deleted

4.4 LoadBalancer类型的Service

LoadBalancer和NodePort很相似，目的都是向外部暴露一个端口，区别在于LoadBalancer会在集群的外部再来做一个负载均衡设备，而这个设备需要外部环境支持的，外部服务发送到这个设备上的请求，会被设备负载之后转发到集群中。

4.5 ExternalName类型的Service

ExternalName类型的Service用于引入集群外部的服务，它通过externalName属性指定外部一个服务的地址，然后在集群内部访问此service就可以访问到外部的服务了。

创建service-externalname.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: service-externalname
spec:type: ExternalName # service类型externalName: www.baidu.com  # 创建service
[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f deployment-nginx-externalname.yaml
service/service-externalname created
[root@k8s-master01 ~]# kubectl -n dev get svc -o wide 
NAME                   TYPE           CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP     PORT(S)   AGE   SELECTOR
service-externalname   ExternalName   <none>       www.baidu.com   <none>    7s    <none>
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe -n dev svc
Name:              service-externalname
Namespace:         dev
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          <none>
Type:              ExternalName
IP Families:       <none>
IP:                
IPs:               <none>
External Name:     www.baidu.com
Session Affinity:  None
Events:            <none>
​
# 域名解析
[root@k8s-master01 ~]# dig @10.10.0.10 service-externalname.dev.svc.cluster.local
​
; <<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-26.P2.el7_9.15 <<>> @10.10.0.10 service-externalname.dev.svc.cluster.local
; (1 server found)
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS
;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 33580
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 4, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available
​
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;service-externalname.dev.svc.cluster.local. IN A
​
;; ANSWER SECTION:
service-externalname.dev.svc.cluster.local. 5 IN CNAME www.baidu.com.
www.baidu.com.      5   IN  CNAME   www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com.   5   IN  A   39.156.66.18
www.a.shifen.com.   5   IN  A   39.156.66.14
​
;; Query time: 127 msec
;; SERVER: 10.10.0.10#53(10.10.0.10)
;; WHEN: 四 1月 25 15:04:37 CST 2024
;; MSG SIZE  rcvd: 247