k8s之LoadBalancer Service 解析

Kubernetes LoadBalancer Service 解析：IP与端口详解

服务类型与IP解析

• Service 是 Kubernetes 中的资源类型，用来将一组 Pod 的应用作为网络服务公开。每个 Pod 都有自己的 IP，但是这个 IP 的生命周期与 Pod 生命周期一致，也就是说 Pod 销毁后这个 IP 也就无效了（也可能被分配给其他的 Pod 使用）。而 Service 的 IP（ClusterIP） 则是在创建之后便不会改变，Service 与 Pod 之前通过 userspace 代理、iptables 和 ipvs 代理 等手段关联。
• LoadBalancer 是 Service 四种类型中的一种，其他三种是 ClusterIP、NodePort、ExternalName。
• LoadBalancer 的工作需要搭配第三方的负载均衡器来完成。当我们安装 Ingress 控制器时，会创建一个类型为 LoadBalancer 的 Service。新创建的 Service 的 EXTERNAL-IP 状态是 pending，假如没有负载均衡器的话，会一直处于 pending 状态

1. Cluster IP (10.233.50.2):

   • 这是服务在集群内部的虚拟IP地址
   • 集群内的其他Pod可以通过这个IP访问该服务
   • 自动分配且在服务生命周期内保持不变

2. External IP (显示为 <pending>):

   • 对于LoadBalancer类型的服务，这是云提供商分配的外部IP
   • 在自建Kubernetes集群(如使用MetalLB)中，可能需要额外配置才会分配
   • 当前状态为<pending>表示尚未分配外部IP

端口类型解析

服务暴露了多个端口，每种端口有不同的含义：

1. Service Port (如9091/TCP):

   • 服务在Cluster IP上暴露的端口
   • 集群内部访问时使用的端口

2. TargetPort (如9091/TCP):

   • 实际Pod上应用程序监听的端口
   • 流量最终会被转发到这个端口

3. NodePort (如19650/TCP):

   • 当服务类型为NodePort或LoadBalancer时，Kubernetes会在每个节点上开放这个端口
   • 即使没有外部负载均衡器，也可以通过任何节点的IP+NodePort访问服务

端口映射关系

当前服务暴露了4个端口组：

9091:19650/TCP    # http服务
9090:30536/TCP    # grpc服务
9092:23589/TCP    # ws (WebSocket)服务
9093:20652/TCP    # metrics服务

每组格式为：ServicePort:NodePort/TCP

连接方式

集群内部连接

1. 通过Cluster IP:

   http://10.233.50.2:9091      # http服务
   grpc://10.233.50.2:9090      # grpc服务
   ws://10.233.50.2:9092        # WebSocket服务
   http://10.233.50.2:9093      # metrics服务
   

2. 通过服务DNS名 (在同一个命名空间):

   http://controller:9091
   

集群外部连接

1. 通过NodePort (当外部IP未分配时):

   • 获取任意节点的IP地址
   • 使用对应的NodePort:

     http://<任一节点IP>:19650     # http服务
     grpc://<任一节点IP>:30536     # grpc服务
     ws://<任一节点IP>:23589       # WebSocket服务
     http://<任一节点IP>:20652     # metrics服务
     

2. 通过LoadBalancer IP (当外部IP分配后):

   • 等待<pending>变为实际IP(如123.123.123.123)
   • 然后使用:

     http://123.123.123.123:9091
     grpc://123.123.123.123:9090
     

注意事项

1. 如果ExternalTrafficPolicy设置为Cluster(当前配置)，NodePort上的流量会经过kube-proxy的转发，可能会丢失原始客户端IP

2. 如果设置为Local，则只有运行有服务Pod的节点才会响应NodePort请求，但可以保留客户端IP

3. 在生产环境中，通常会配合Ingress控制器使用，而不是直接暴露多个NodePort

4. 在云环境中，LoadBalancer IP分配通常需要几分钟时间