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在K8S中,svc底层是如何实现的?

在Kubernetes中,Service是集群内部的一个抽象层,用于定义一组Pod的逻辑分组,并提供统一的访问入口点,同时还可以对这些Pod提供负载均衡和网络代理功能。Service底层的实现主要包括以下几个关键组件和技术:

标签选择器(Label Selectors)

  • Kubernetes中的Service并不直接指向具体的Pod IP地址,而是通过标签选择器(Label Selectors)关联到具有匹配标签(Labels)的Pod集合。这样,只要Pod带有正确的标签,无论Pod何时创建或销毁,Service都能正确的找到并连接到对应的Pod。

Endpoints资源

  • Kubernetes Service背后维护者一个Endpoints资源,它是一个包含Pod IP地址和端口列表的动态资源。每当与Service关联的Pod发生变化时,Kubernetes会自动更新Endpoints资源,确保Service始终知道应该将流量导向何处。

kube-proxy

  • kube-proxy是每个Kubernetes节点上的一个网络代理进程,它负责实现Service的网络代理和负载均衡功能。
  • kube-proxy可以根据Service定义和Endpoints的变化,在节点上执行相应的网络规则配置。kube-proxy可以使用iptables、IPVS或其他代理模式实现负载均衡:
    • iptables模式:通过添加iptables规则来实现透明的网络转发,将流入Service ClusterIP的流量转发到对应的Pod上。
    • IPVS模式:IPVS(IP Virtual Server)提供了搞笑的四层负载均衡功能,性能优于iptables,并支持更多高级特性,如会话保持等。

ClusterIP

  • Kubernetes为每个Service分配一个唯一的ClusterIP。这是一个虚拟IP地址,仅在集群内部可见。任何集群内的Pod都可以通过这个ClusterIP访问Service,而不需要知道具体Pod的IP地址。

Headless Services

  • 对于没有ClusterIP的服务(即headless service),kube-proxy不会为其配置负载均衡,而是直接将DNS条目解析为各个Pod的IP列表。

外部访问:

除了集群内部访问外,还可以通过NodePort、LoadBalancer或ExternalName类型的服务将集群内部服务暴露给集群外部:

  • NodePort:为Service在每个节点上开放一个静态端口,外部可以通过任意节点的IP或NodePort访问服务。
  • LoadBalancer:在云提供商支持的情况下,创建一个外部负载均衡器,它将流量路由到NodePort或ClusterIP服务。
  • ExternalName:通过返回CNAME记录只想外部DNS名称,让服务只想非集群内部的服务。

综上所述:
通过上述组件和机制的协同工作,Kubernetes Service能够在复杂的分布式环境下提供可靠的、透明的网络服务发现和负载均衡功能。

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