如何使用不同类型公开 Kubernetes 服务

简介

本教程全面概述了 Kubernetes 服务，这是一种强大的抽象概念，可实现运行在 Kubernetes 集群上的应用程序不同组件之间的通信。你将了解可用的各种服务类型、如何公开这些服务，并探索 Kubernetes 服务管理的常见用例和最佳实践。

Skills Graph

Kubernetes 服务基础

Kubernetes 提供了一种名为服务（Services）的强大抽象，它能够在运行于 Kubernetes 集群上的应用程序的不同组件之间实现通信。服务充当一组 Pod 的抽象层，提供稳定的网络端点和负载均衡功能。

Kubernetes 服务类型

Kubernetes 支持不同类型的服务，以满足各种网络需求：

1. ClusterIP：这是默认的服务类型，它在集群内部 IP 地址上公开服务。这种类型的服务只能从集群内部访问。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-clusterip-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

2. NodePort：这种服务类型在每个节点的 IP 地址上的静态端口公开服务。这使得可以使用 <节点IP>:<节点端口> 从集群外部访问该服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nodeport-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

3. LoadBalancer：这种服务类型为服务配置一个负载均衡器，通常在云环境中，并分配一个可从集群外部访问的稳定 IP 地址。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-loadbalancer-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

4. ExternalName：这种服务类型将服务映射到一个 DNS 名称，使你能够无缝地将外部服务集成到你的 Kubernetes 应用程序中。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-externalname-service
spec:
  type: ExternalName
  externalName: example.com

这些服务类型提供了不同级别的可访问性和集成性，使你能够根据应用程序的需求选择最合适的选项。

公开 Kubernetes 服务

将 Kubernetes 服务公开到外部世界是使你的应用程序可访问的关键方面。Kubernetes 提供了几种公开服务的方法，每种方法都有其自身的优点和用例。

NodePort 服务

NodePort 服务类型在每个节点的 IP 地址上的静态端口公开服务。这使你能够使用 <节点IP>:<节点端口> 从集群外部访问该服务。这是公开服务的一种简单而有效的方法，但在可扩展性和负载均衡方面存在局限性。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nodeport-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

负载均衡器服务

LoadBalancer 服务类型为服务配置一个负载均衡器，通常在云环境中，并分配一个可从集群外部访问的稳定 IP 地址。这是一个更具可扩展性和健壮性的解决方案，但根据云提供商的不同，可能会产生额外的成本和配置复杂性。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-loadbalancer-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

入口

入口（Ingress）是一种 Kubernetes 资源，提供高级路由和负载均衡功能。入口允许你在单个 IP 地址下公开多个服务，并使用规则将流量路由到相应的服务。对于复杂的网络需求，入口是一个强大的解决方案，但它需要额外的设置和配置。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /app1
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: app1-service
            port:
              number: 80
      - path: /app2
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: app2-service
            port:
              number: 80

这些公开方法提供了不同程度的复杂性和功能，使你能够根据应用程序的需求选择最合适的选项。

Kubernetes 服务的用例和最佳实践

Kubernetes 服务为管理集群内的网络连接提供了一种通用且强大的抽象。让我们来探讨一些 Kubernetes 服务的常见用例和最佳实践。

服务部署模式

Kubernetes 服务可用于实现各种部署模式，例如：

1. 蓝绿部署：使用一个选择器指向应用程序“蓝色”版本的服务，以及另一个指向“绿色”版本的服务，这样你就可以在不中断用户流量的情况下无缝切换版本。
2. 金丝雀部署：通过使用具有不同选择器的多个服务，你可以逐步向一部分用户推出应用程序的新版本，从而在全面推出之前对新版本进行测试。

服务扩展

Kubernetes 服务与 Deployment 和 ReplicaSet 资源无缝协作，使你能够水平扩展应用程序。当你扩展 Deployment 时，相应的服务会自动在新的 Pod 之间负载均衡流量。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-app
        image: my-app:v1

服务监控与高可用性

Kubernetes 服务提供了内置的健康检查和负载均衡功能，这对于确保应用程序的高可用性至关重要。你可以配置存活探针和就绪探针来监控 Pod 的健康状况，服务会自动将流量从不健康的 Pod 转移开。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
  type: ClusterIP

通过利用 Kubernetes 服务，你可以构建高可用、可扩展且易于维护的应用程序，并与 Kubernetes 生态系统无缝集成。

总结

Kubernetes 服务在实现 Kubernetes 集群内的通信和负载均衡方面发挥着关键作用。本教程涵盖了 Kubernetes 服务的基础知识，包括不同的服务类型（ClusterIP、NodePort、LoadBalancer 和 ExternalName），以及如何使用它们来公开你的应用程序。通过了解每种服务类型的功能和用例，你可以做出明智的决策，并有效地管理基于 Kubernetes 的应用程序的网络需求。