【從題目中學習k8s】-【Day5】K8s中的resource object(二) - Service

12th鐵人賽 devops cicd kubernetes k8s

店小二

團隊You Reverse 你逆

2020-09-11 00:27:59

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description: 以無比的恆毅力堅持30天鍊成鐵人--連續30天，一天發表一篇IT技術文章

【從題目中學習k8s】-【Day5】K8s中的resource object(二) - Service

tags: `DevOps` `CICD` `K8s` `Docker`

Service

在前一天介紹的Pod、Deployment物件其實是不能在網路上被"直接"存取到的，雖然它們都有各自的IP Address，但這些 IP 僅有在 K8s cluster 內部才有辦法存取的到，若 K8s cluster 要提供對外服務，則需要透過第四層的port-forward，將Pod的Port對應到Node的Port，expose給外部使用者。但若同時有多個 Pods 想要同時被存取時，就需要透過 Service 這個元件。

簡言之：

Service就是K8s提供讓集群內部Pod和集群外世界溝通的一種方式。

可能大家會好奇，為甚麼要有Service的設計?為甚麼不能讓外部直接存取Pod的IP?還要透過Service? 原因有二：

需要同時被access的Pod可能很多，例如一個Deployment下的所有Pod，還有之後會介紹的Ingress，Service可以透過 "Selector" 同時選取所有物件，在實務上很方便
Pod其實是經常重啟的，一旦Pod重啟，每次的IP都會跟著變動，為了防止每次重啟Pod就要更改一次設定，就需要有個"東西"來幫我們找到重啟後的Pod，這個"東西"就是Service

Service的YAML範例如下：

$ vim svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: MyApp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

創建Service

$ kubectl apply -f svc.yaml

我們看一下其中的欄位設定：

selsctor
指定這個 Service 要適用到哪些 Pod，依據label: app=MyApp來選取
Port
要作port-forward的設定，指定Pod的Port對應到的Node的Port，下面會有詳細介紹

上述是第一種Service創建方式 (透過YAML)，還有第二種創建Service的方法，即透過kubectl expose：

$ kubectl expose po <pod-name> --name=<svc-name> --type=<type-of-svc>

這種方法是將Pod expose給外部使用者，相當於創建一個Service。創建的Service會自動將該Pod的label填入selector欄位，name欄位則輸入Service的名稱，type是Service的類別。

沒錯，Service是有類別區分的喔，依照不同功能及使用場景，共有三種類別。

Service Types

Service依照不同功能及使用場景，共有三種Service：NodePort, ClusterIP及LoadBlancer

NodePort

NodePort的目標是將Pod expose給外部使用者。在Node上開放一個特定Port，再透過Service將port mapping到Pod的Port，如下圖

nodePort
指定這個Node要開放哪個Port，Service會將此Port mapping到Pod的Port上。NodePort範圍是30000 ~ 32767，若NodePort欄位沒有給定，K8s會自動assign一個範圍內的Port為NodePort
port
Service上的Cluster IP 的Port，此Port會和targetPort 作 mapping。port通常會指定為80

Service可以想像成一個Cluster之中的Virtual Server，這個Virtual Server會擁有自己的IP，這個IP稱為Cluster IP

targetPort
指定 Pod 上允許外部資源存取的 Port Number，Service會將request forward到這個Port。若在YAML中沒有給定targetPort，則K8s會設定為和port相同的值

NodePort的YAML範例如下：

$ vim NP-Svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
  name: nodeport-service
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - targetPort: 80
      port: 80
      nodePort: 30008
  selector: 
    app: MyApp

ClusterIP

ClusterIP是K8s default的Service Type，它只提供集群內部的服務，集群內的Pod都可以透過它互相訪問，集群外部則無法訪問它

若創建Service時沒有定義type，K8s會默認為ClusterIP

ClusterIP的應用場景通常是保護某些資料不被外部存取，例如一個Web Application有back-end和front-end，我只想將front-end Pod expose出去，但又想back-end和front-end可以溝通，這時就可以用到ClusterIP Service

ClusterIP的YAML範例如下：

$ vim CIP-Svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
  name: clusterip-service
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - targetPort: 80
      port: 80
  selector: 
    app: MyApp

LoadBlancer

LoadBalancer 服務expose到 Internet 的標準方式。所有通往指定的Port的流量都會被forward到對應的服務。它沒有過濾條件，沒有路由等。也就是說，你可以發送任何種類的流量到該服務，像 HTTP,TCP,UDP,Websocket,gRPC 或其它種類。這個方式的最大缺點是每一個用 LoadBalancer 暴露的服務都會有它自己的 IP ，每個用到的 LoadBalancer 都需要付費，所以LoadBalancer通常會和Ingress一起使用。