Service的概念
kubernetes service定义了这样一个抽象：一个pod的逻辑分组，一种可以访问他们的策略 ----通常称为微服务，这一组pod能够被service访问到，通常是通过 Label Selector
Service能够提供负载均衡的能力，但是在使用上有以下限制：
只支持4层负载均衡能力，而没有7层功能，但有时我们可能需要更多的匹配规则来转发请求，这点上4层负载均衡是不支持的
Service的类型
Clusterip
默认类型，自动分配一个仅cluster内部可以访问的虚拟ip
NodePort
在cluster基础上为service在每台机器上绑定一个端口，这样就可以通过nodeip:nodeport来访问该服务
LoadBalancer(供云服务器使用)
在nodeport的基础之上，借助cloud provider创建一个外部负载均衡，并将请求转发到nodeip:nodeport
ExternalName
把集群外部的服务引入到集群内部来，在集群内部直接使用。没有任何类型代理被创建，这只有kubernetes1.7或者更高版本的kube-dns才支持
Service代理模式分类
VIP和Service代理
在kubernetes集群中，每个Node运行一个kube-proxy进程。kube-proxy负责为Service实现一种VIP(虚拟ip)的形式，而不是ExternalName的形式。在kubernetes1.0版本，代理完全在userspae。在kubernetes1.1版本，新增了iptables代理，但并不是默认的运行模式，从kubernetes1.2起，默认就是iptables代理。在kubernetes1.8.0-beta.0中添加了ipvs代理
在kubernetes1.14版本开始默认使用ipvs代理
在kubernetes1.0版本，service是4层(tcp/udp over ip)概念。在kubernetes1.1版本，新增了ingress API(beta版)，用来表示7层(http)服务
!!为何不适应round-robin NDS？
因为DNS会在客户端里进行缓存
代理模式的分类
userspace模式
iptables代理模式
ipvs代理模式(和iptables差不多)
这种模式，kube-proxy会监视kubernetes Service对象个endpoints，调用netlink接口以相应的创建ipvs规则并定期与kubernetes Service对象个endpoints对象同步ipcs规则，以确保ipvs状态与期望一致。访问服务时，流量将被重定向到其中一个后端Pod
与iptables类似，ipvs于netfiltel的hook功能，但使用哈希表作为底层数据结构并在内核空间中工作，这意味着ipvs可以更快的重定向流量，并且在同步代理规则时具有更好的性能。此外，ipvs为负责均衡算法提供了更多选项。
例如:rr：轮询、lc：最小连接数
dh：目标哈希
sh：源哈希
sed：最短期望延迟
nq：不排队调度
注意：ipvs模式假定在运行kube-proxy之前在节点上都已经安装了ipvs内核模块。当kube-proxy以ipvs代理模式启动时，kube-proxy将验证节点上是否安装了ipvs模块。如果未安装，则kube-proxy将回退到iptables代理模式
ipvs代理模式.png
查看service代理模式
ipvsadm -t nat -nvL或者ipvsadm -Ln(首先要知道使用的是iptables规则还是ipvs规则)
ClusterIP
ClusterIP主要在每个node节点使用iptables，将发向clusterip对应端口的数据，转发到kube-proxy中，然后kube-proxy自己内部实现负载均衡的方法，并可以查询到这个service下对应的pod地址和端口，进而把数据转发给对应的pod地址和端口
为了实现图上功能，主要需要以下几个组件的协同工作
apiserver用户通过kubectl命令向apiserver发送创建service的命令，apiserver接收到请求后将数据存储到etcd中
kube-proxy kubernetes的每个节点中都有一个叫做kube-proxy的进程，这个进程负责感知service，pod的变化，并将变化的信息写入本地的iptables规则中
iptables使用NAT等技术将virtualIP的流量转至endpoint中
示例
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deploy
namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
release: stabel
template:
metadata:
labels:
app: nginx
release: stabel
env: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
type: ClusterIP
selector:
app: nginx
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
Headless Service(通过访问域名的方案一样可以访问到pod)
有时不需要或不想要负载均衡，以及单独的Service IP。遇到这种情况，可以通过指定ClusterIP的值为“None“来创建Headless Service。这类Service并不会分配ClusterIP，kube-proxy不会处理它们，而且平台也不会为为它们进行负载均衡和路由
示例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-headless
namespace: default
spec:
selector:
app: nginx
clusterIP: "None"
ports:
- port: 80
targetPort: 80
查看
[root@master yaml]# dig -t A nginx-headless.default.svc.cluster.local. @10.244.0.12(此地址为coredns地址)
; <<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-9.P2.el7 <<>> -t A nginx-headless.default.svc.cluster.local. @10.244.0.12(corednsIP)
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS
;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 21622
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;nginx-headless.default.svc.cluster.local. IN A
;; ANSWER SECTION:
nginx-headless.default.svc.cluster.local. 5 IN A 10.244.2.95
nginx-headless.default.svc.cluster.local. 5 IN A 10.244.1.102
Query time: 0 msec
;; SERVER: 10.244.0.12#53(10.244.0.12)
;; WHEN: Tue Dec 17 10:02:07 CST 2019
;; MSG SIZE rcvd: 181
NodePort
nodeport的原理在于在node上开了一个端口，将向该端口的流量导入到kube-proxy，然后由kube-proxy进一步到对应的pod
示例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
type: NodePort
selector:
app: nginx
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
查看
[root@master yaml]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 7d
nginx NodePort 10.105.56.84 <none> 80:31232/TCP 6s
访问：nodeIP:331232
ExternalName
这种类型的service通过返回CNAME和他的值，可以将服务映射到externalname字段的内容例如(liuchao.com)。externalname service是service的特例，他没有selector，也没用定义任何的端口和endpoint，相反的，对于运行在集群外部的服务，它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务
示例
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: externalname
namespace: default
spec:
type: ExternalName
externalName: liuchao.com
查看
[root@master yaml]# dig -t A externalname.default.svc.cluster.local. @10.244.0.12
<<>> DiG 9.11.4-P2-RedHat-9.11.4-9.P2.el7 <<>> -t A externalname.default.svc.cluster.local. @10.244.0.12
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS
;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 17447
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;externalname.default.svc.cluster.local. IN A
;; ANSWER SECTION:
externalname.default.svc.cluster.local. 5 IN CNAME liuchao.com.
liuchao.com. 5 IN A 10.46.125.143
;; Query time: 9 msec
;; SERVER: 10.244.0.12#53(10.244.0.12)
;; WHEN: Tue Dec 17 10:24:48 CST 2019
;; MSG SIZE rcvd: 157
