【云原生 • Kubernetes】（五）学了这么久的 Kubernetes 终于可以访问 Pod 了！！为了解决 Co

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📣 这篇文章是学习 Kubernetes 的第五篇学习笔记📙

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🔔 引语

在上篇文章【云原生 • Kubernetes】（四） k8s 原来不是直接创建 Pod！！ - 掘金 (juejin.cn)中，我们讲解了 Kubernetes 中 四种Controller 的使用，了解到了，是 Controller 让 Pod 有了 运维的能力 以及更好的管理，不过在文章末尾处我也提到了：Pod 无法提供网络服务、以及实现负载均衡，因此为了让 Pod 提供对外的网络访问，本文将会讲解 Service：

什么是 Service 以及 Service 的作用与特性
Service 与 Pod 之间又是什么样的关系
如何使用和配置 Service
Service 有哪些类型

1️⃣ 什么是 Service

官网地址：kubernetes.io/zh-cn/docs/…

1.1 定义

官网给出的定义是：Service 是 将运行在一个或一组 Pod 上的网络应用程序公开为网络服务的方法。

通俗来讲，Service 是为 Pod 提供网络服务的一种方式

1.2 为什么需要 Service

在上文中我们也提到了，仅仅靠控制器无法提供网络服务，如果一组 Pod（例如 MySQL）为集群内的其他的 Pod（Java）提供服务，那么 Java 如何找到 MySQL 的 IP 地址，如果 MySQL 具有多个副本，又当如何呢？

有点类似于 SpringCloud 中的注册中心，front pod 无需关心它们调用了哪个 backend pod，如果 backend pod 发生了何种变化，也无需 front pod 知情，Service 定义的抽象能够做到这种解耦。

1.3 Service 与 Ingess 的区别

Service 和 Ingress 是 Kubernetes 中用于管理和公开应用程序的两个重要概念，它们有着不同的作用和功能。

Service 是 Kubernetes 中的一种抽象，Service 允许应用程序内部的各个组件（Pod）能够通过Service名称和端口号来相互通信，而不需要直接暴露Pod的IP地址。
Ingress 是 Kubernetes 中的一种资源对象，Ingress可以将外部的HTTP请求路由到 Kubernetes 集群内部的Service，从而实现从集群外部访问应用程序的能力
简而言之：
- Service 用于在Kubernetes 内部管理和访问应用程序的不同组件
- Ingress 用于从集群外部公开应用程序的路由和访问方式
通常情况下，Ingress会使用一个反向代理来处理外部的请求，并将其转发到相应的Service上。

2️⃣ 特性

Pod 通过 Label 与 Service 进行关联。这与 Controller 中的 Selector 一样，通过标签进行筛选。
Service 生命周期与 Pod 无关，不会因为 Pod 的重新创建而改变 IP。无论 Service 关联的 Pod 如何增缩，它的 IP 都不会变化。
Service 提供了一种逻辑上的稳定网络端点，它可以将 请求负载均衡 到后端的多个Pod实例上，从而实现应用程序的高可用性和扩展性。
可以对集群外部提供访问端口。只是方便测试，在上面我们说的是通常使用情况，一般我们不会这么去用。
集群内部可以通过服务名字进行访问，不需要直接暴露Pod的IP地址。

3️⃣ 使用 Service

3.1 配置文件

apiVersion: apps/v1  
kind: Deployment  
metadata:  
  name: nginx  
  labels:  
    app: nginx  
spec:  
  replicas: 3  
  template:  
    metadata:  
      name: nginx  
      labels:  
        app: nginx  
    spec:  
      containers:  
        - name: nginx  
          image: nginx:1.7.9  
          imagePullPolicy: IfNotPresent  
          ports:  
            - containerPort: 80  
      restartPolicy: Always  
  selector:  
    matchLabels:  
      app: nginx  
---  
apiVersion: v1  
kind: Service  
metadata:  
  name: nginx  
spec:  
  # 通过标签进行筛选
  selector:  
    app: nginx  
  ports:  
	  # Service 的端口
    - port: 80  
	  # Pod 的端口，也就是 Container 中应用服务的端口
      targetPort: 80  
      # 暴露外部服务的端口，如果不写会自动分配，固定在 30000-32767 
      nodePort: 30080  
      # 通信协议：TCP / UDP
      protocol: TCP  
  # Service 的类型，NodePort 代表公开NGINX应用程序
  type: NodePort

3.2 配置解释

在spec部分：

selector 指定了Service将路由到具有标签 app: nginx 的 Pod。
ports 定义了Service的端口配置，这里将容器端口 80 映射到 Service 的端口 80。同时指定了 NodePort 为 30080，表示该 Service 将在所有节点上的30080端口上公开。
protocol 设置为 TCP，表示使用 TCP协议 进行通信。
最后，Service的 type 设置为 NodePort，表示使用NodePort类型的Service来公开NGINX应用程序。

3.3 测试使用

至此，成功创建好一个 Service，我们可以做到：

在同一个命名空间下的其他容器，可以通过 curl Service的IP:port 访问到 Pod 的 targetPort
- 查看 Service 的 IP 的方法：kubectl get services -o wide
- 可以创建一个 busybox:1.28 去进行测试，使用命令 wget Service的IP:80，就可以拉取到 index.html
在容器外部访问该Service对应的Pod，可以访问 节点IP:NodePort 访问到 Nginx 的 Index.html
- 查看 Pod 在哪个结点上：kubectl get pods -o wide，拿到该节点所在的服务器的公网 IP
- 浏览器访问：http://节点IP:30080 就可以访问到 index.html

3.4 负载均衡

为了验证访问 Service 是否会有负载均衡，我们分别进入这三个容器：

修改它们的 Index.html 分别为：Nginx-01、Nginx-02、Nginx-03
然后在某个节点不断的使用命令访问：curl Service的IP:port，这里我们可以看到他们三者都会出现

4️⃣ 类型 type

上文中我们演示的类型为：NodePod，表示使用NodePort类型的Service来公开NGINX应用程序。而 type 其实有四种类型：

ClusterIP ：在集群内部暴露 Service，只能被集群内部的其他对象访问，通常用于内部服务发现，不会向集群外部访问。
- 比如在一个 Web 应用中，你可能需要连接到一个数据库，但是这个数据库并不需要在应用之外暴露，这时就可以使用 ClusterIP 类型的 Service，让应用可以访问到数据库。
NodePort ：将 Service 暴露在 Node 的某个端口上，从而可以通过 Node 的 IP 和端口号来访问 Service，通常用于开发和测试环境
LoadBalancer ：通过云服务提供的负载均衡器来将 Service 暴露到公网上，使得外部用户可以访问 Service
- 适用于需要将应用程序公开给公共互联网，或者需要通过云平台提供的负载均衡器来处理流量分发的情况。
ExternalName ：将 Service 映射到一个 DNS 名称上，从而可以通过 DNS 名称来访问 Service，通常用于外部访问服务
- 适用于需要将Service名称解析为外部DNS名称的情况，例如连接到集群外部的数据库或其他服务。

💬 总结

为了解决 Controller 无法提供网络服务、以及实现负载均衡的问题，Service 应运而生，实现了 Pod 之间的通信，通过Service名称和端口号来相互通信，而不需要直接暴露Pod的IP地址，与 Ingress 之间的区别也要记住，Controller 是内部管理和访问应用程序的不同组件，Ingress 是外部公开应用程序的路由和访问方式。

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