开始学习 Kubernetes 时有点晚了——08. 发现与负载均衡第一部分

1 年 ago

科, 颖

3 minutes

故事

一步步迟到地学习Kubernetes – 16. 组件编辑 –

上次

错过了 Kubernetes 学习的最佳时机 – 在第07部分工作负载的第3节，workloads 终于结束了。本次，我们打算继续探讨发现和负载均衡。

探索与LB

在Kubernetes中，有以下的资源类型存在。
这次我们将学习discovery&LB。

リソースの分類内容Workloadsリソースコンテナの実行に関するリソースDiscovery＆LBリソースコンテナを外部公開するようなエンドポイントを提供するリソースConfig＆Storageリソース設定・機密情報・永続化ボリュームなどに関するリソースClusterリソースセキュリティやクォータなどに関するリソースMetadataリソースリソースを操作する系統のリソース

※ Kubernetes的工作负载资源（第1部分）

在发现和LB方面，有以下8种类型。

ClusterIP
ExternalIP
NodePort
LoadBalancer
Headless (None)
ExternalName
None-Selector

Ingress

我会学习有关该服务的概述。

Kubernetes和网络

在Kubernetes中，每个Pod都被分配了一个IP地址。
因此，在不同的Pod之间进行通信时，需要知道Pod的IP地址。反之，在同一个Pod内可以使用localhost进行通信。

为了解释，我会做准备。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: sample-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: sample-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sample-app
    spec:
      containers:
        - name: nginx-container
          image: nginx:1.12
          ports:
            - containerPort: 80
        - name: redis-container
          image: redis:3.2

pi@raspi001:~/tmp $ k apply -f sample-deployment.yaml
pi@raspi001:~/tmp $ k get pods -l app=sample-app -o custom-columns="NAME:{metadata.name}, IP:{status.podIP},NODE:{spec.nodeName}"
NAME                                 IP           NODE
sample-deployment-9dc487867-h7lww   10.244.1.72   raspi002
sample-deployment-9dc487867-n8x5w   10.244.2.66   raspi003
sample-deployment-9dc487867-nxbxc   10.244.2.67   raspi003

在这种情况下，我们将重点关注sample-deployment-9dc487867-n8x5w:redis。

※ Nginx已经在80端口上开放。

筹备工作

pi@raspi001:~/tmp $ k exec -it sample-deployment-9dc487867-n8x5w -c redis-container /bin/bash
root@sample-deployment-9dc487867-n8x5w:/data# apt-get update && apt-get install curl -y
root@sample-deployment-9dc487867-n8x5w:/data# exit

由于没有安装curl，所以需要安装。

与同一节点上的同一Pod内的容器进行通信

pi@raspi001:~/tmp $ k exec -it sample-deployment-9dc487867-n8x5w -c redis-container /bin/bash
root@sample-deployment-9dc487867-n8x5w:/data# curl localhost:80
<!DOCTYPE html>
...

好

与同一节点通信到不同的Pod容器

pi@raspi001:~/tmp $ k exec -it sample-deployment-9dc487867-n8x5w -c redis-container /bin/bash
root@sample-deployment-9dc487867-n8x5w:/data# curl 10.244.2.66:80
<!DOCTYPE html>
...
root@sample-deployment-9dc487867-n8x5w:/data# curl 10.244.2.67:80
<!DOCTYPE html>
...

好的

与不同的节点、不同的Pod之间进行通信

pi@raspi001:~/tmp $ k exec -it sample-deployment-9dc487867-n8x5w -c redis-container /bin/bash
root@sample-deployment-9dc487867-n8x5w:/data# curl 10.244.1.72:80
<!DOCTYPE html>
...

好的

从MasterNode到每个Pod的通信

pi@raspi001:~/tmp $ curl 10.244.1.72:80
<!DOCTYPE html>
...
pi@raspi001:~/tmp $ curl 10.244.2.66:80
<!DOCTYPE html>
...
pi@raspi001:~/tmp $ curl 10.244.2.67:80
<!DOCTYPE html>
...

好的

正如这里所示，Kubernetes通过构建网络来实现Pod内部通信、Pod间通信和节点间通信。

服务

Service有以下两个主要功能。

サービスディスカバリとクラスタ内DNS

pod的网络负载均衡

在之前的示例中，可以通过Pod之间进行通信。但是，每次重新创建Pod时，IP地址会发生变化，这就使得自己创建变得有点麻烦。因此，轮到Service登场了。
Service可以自动为多个存在的Pod进行负载均衡，并提供对外的IP地址（ExternalIP）和内部的IP地址（ClusterIP）。

我立即尝试一下。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: sample-clusterip
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - name: "http-port"
      protocol: "TCP"
      port: 8080
      targetPort: 80
  selector:
    app: sample-app

这个功能会对与app=sample-app匹配的Pod进行负载均衡。它会在外部监听8080端口，并将通信转发到容器的80端口。由于spec.type为ClusterIP，因此会提供一个内部IP地址。

pi@raspi001:~/tmp $ k apply -f sample-clusterip.yaml
pi@raspi001:~/tmp $ k get service sample-clusterip
NAME               TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
sample-clusterip   ClusterIP   10.111.197.69   <none>        8080/TCP   30s
pi@raspi001:~/tmp $ k describe service sample-clusterip
Name:              sample-clusterip
...
Selector:          app=sample-app
Type:              ClusterIP
IP:                10.111.197.69
Port:              http-port  8080/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.1.72:80,10.244.2.66:80,10.244.2.67:80
...

给内向服务分配了IP地址10.111.197.69。另外，要进行负载均衡的Pod是之前提到的那个Pod的IP地址。
正如在Endpoints中指定了:80那样，你也可以为每个端口创建一个服务（clusterIP）。（service的spec.ports需要是一个数组）

我会尝试访问能否成功。
既然可以的话，我们来改变每个pod的index.html内容吧。

pi@raspi001:~/tmp $ for PODNAME in `k get pods -l app=sample-app -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}'`; do
> k exec -it ${PODNAME} -- cp /etc/hostname /usr/share/nginx/html/index.html;
> done
pi@raspi001:~/tmp $ curl 10.111.197.69:8080
sample-deployment-9dc487867-nxbxc
pi@raspi001:~/tmp $ curl 10.111.197.69:8080
sample-deployment-9dc487867-n8x5w
pi@raspi001:~/tmp $ curl 10.111.197.69:8080
sample-deployment-9dc487867-h7lww

通过负载均衡，可以在Pod上以适度的随机方式访问。
当然，从外部无法访问。

去iMac

~ $ curl 10.111.197.69:8080
# 返答なし

服务发现和集群内部DNS

“服务发现”指的是在问题中寻找解决方案的过程。
在Kubernetes中，问题是由于服务动态生成而难于确定特定服务的问题。
服务发现的方法之一是通过Service实现。

PodにIPアドレスやport,protocolが設定されている。

DNS Aレコードを利用したサービスディスカバリ

Kubernetes内のクラスタ内DNSによって、ドメイン名によるアクセスができる。(ドメイン名の命名規則に従う)

DNS SRVレコードを利用したサービスディスカバリ

IPアドレスからドメイン名を取得する逆引きもできる。

如果没有通过dnsPolicy明确设置，Pod生成时将会向集群内的DNS添加记录。
如果在集群内的DNS无法解析名称，则将向集群外的DNS发起查询。

整理整理

pi@raspi001:~/tmp $ k delete -f sample-deployment.yaml -f sample-clusterip.yaml

最後

本次，我们学习了有关服务的概述。在Kubernetes的世界里，网络会自动构建，所以我们不需要特别关注。当我们进一步理解时，我想了解网络是如何构建的以及集群内DNS的工作原理。下次我们会讲到这个话题。

当你进行绘画并输出作品时，它可以帮助加深理解，所以我推荐这样做。