《 Kubernetes进阶实战》一2.1.3Service

2.1.3　Service

       尽管Pod对象可以拥有IP地址，但此地址无法确保在Pod对象重启或被重建后保持不变，这会为集群中的Pod应用间依赖关系的维护带来麻烦：前端Pod应用（依赖方）无法基于固定地址持续跟踪后端Pod应用（被依赖方）。于是，Service资源被用于在被访问的Pod对象中添加一个有着固定IP地址的中间层，客户端向此地址发起访问请求后由相关的Service资源调度并代理至后端的Pod对象。
       换言之，Service是“微服务”的一种实现，事实上它是一种抽象：通过规则定义出由多个Pod对象组合而成的逻辑集合，并附带访问这组Pod对象的策略。Service对象挑选、关联Pod对象的方式同Pod控制器一样，都是要基于Label Selector进行定义，其示意图如图2-4所示。

       Service IP是一种虚拟IP，也称为Cluster IP，它专用于集群内通信，通常使用专用的地址段，如“10.96.0.0/12”网络，各Service对象的IP地址在此范围内由系统动态分配。
       集群内的Pod对象可直接请求此类的Cluster IP，例如，图2-4中来自pod client的访问请求即可以Service的Cluster IP作为目标地址，但集群网络属于私有网络地址，它们仅在集群内部可达。将集群外部的访问流量引入集群内部的常用方法是通过节点网络进行，实现方法是通过工作节点的IP地址和某端口（NodePort）接入请求并将其代理至相应的Service对象的Cluster IP上的服务端口，而后由Service对象将请求代理至后端的Pod对象的Pod IP及应用程序监听的端口。因此，诸如图2-4中的External Clients这种来自集群外部的客户端无法直接请求此Service提供的服务，而是需要事先经由某一个工作节点（如Node Y）的IP地址进行，这类请求需要两次转发才能到达目标Pod对象，因此在通信效率上必然存在负面影响。
       事实上，NodePort会部署于集群中的每一个节点，这就意味着，集群外部的客户端通过任何一个工作节点的IP地址来访问定义好的NodePort都可以到达相应的Service对象。此种场景中，如果存在集群外部的一个负载均衡器，即可将用户请求负载均衡至集群中的部分或者所有节点。这是一种称为“LoadBalancer”类型的Service，它通常是由Cloud Provider自动创建并提供的软件负载均衡器，不过，也可以是由管理员手工配置的诸如F5 Big-IP一类的硬件设备。
       简单来说，Service主要有三种常用类型：第一种是仅用于集群内部通信的ClusterIP类型；第二种是接入集群外部请求的NodePort类型，它工作于每个节点的主机IP之上；第三种是LoadBalancer类型，它可以把外部请求负载均衡至多个Node的主机IP的NodePort之上。此三种类型中，每一种都以其前一种为基础才能实现，而且第三种类型中的LoadBalancer需要协同集群外部的组件才能实现，并且此外部组件并不接受Kubernetes的管理。

2.1.4　部署应用程序的主体过程

       Docker容器技术使得部署应用程序从传统的安装、配置、启动应用程序的方式转为于容器引擎上基于镜像创建和运行容器，而Kubernetes又使得创建和运行容器的操作不必再关注其位置，并在一定程度上赋予了它动态扩缩容及自愈的能力，从而让用户从主机、系统及应用程序的维护工作中解脱出来。
       用到某应用程序时，用户只需要向API Server请求创建一个Pod控制器，由控制器根据镜像等信息向API Server请求创建出一定数量的Pod对象，并由Master之上的调度器指派至选定的工作节点以运行容器化应用。此外，用户一般还需要创建一个具体的Service对象以便为这些Pod对象建立起一个固定的访问入口，从而使得其客户端能够通过其服务名称或ClusterIP进行访问，如图2-5所示。

        API Server的常用客户端程序是Kubernetes系统自带的命令行工具kubectl，它通过一众子命令用于实现集群及相关资源对象的管理操作，并支持直接命令式、命令式配置清单及声明式配置清单等三种操作方式，特性丰富且功能强大。而需作为集群附件额外部署的Dashboard则提供了基于Web界面的图形客户端，它是一个通用目的管理工具，与Kubernetes紧密集成，支持多级别用户授权，能在一定程度上替代kubectl的大多数操作。
       本章后面的篇幅将介绍在部署完成的Kubernetes集群环境中如何快速部署如图2-5所示的示例应用程序，并简单说明如何完成对容器化应用的访问，以及如何进行应用规模的动态伸缩，并借此让读者了解kubectl命令的基本功能和用法。