Kubernetes教程之对外暴露服务
前言
通过前文的讲解,《跟着官方文档从零搭建K8S》、《应用部署》相信读者已经对Kubernetes安装及部署应用有了一定的了解. 接下来, 本文将针对如何将服务暴露给外部进行讲解.
阅读这篇文章你能收获到:
- 了解Kubernetes暴露服务的几种方案及其优缺点.
阅读本文你需要:
- 了解基本的Kubernetes命令.
- 有一个Kubernetes环境
将服务暴露给外部客户端的几种方式
- 通过
port-forward转发, 这种方式在之前的文章中有提到过, 操作方便、适合调试时使用, 不适用于生产环境. - 通过
NodePort, 此时集群中每一个节点(Node)都会监听指定端口, 我们通过任意节点的端口即可访问到指定服务. 但过多的服务会开启大量端口难以维护. - 通过
LoadBalance来暴露服务.LoadBalance(负载均衡 LB)通常由云服务商提供, 如果云环境中不提供LB服务, 我们通常直接使用Ingress, 或使用MetalLB来自行配置LB. - 通过
Ingress公开多个服务.Ingress公开了从群集外部到群集内services的HTTP和HTTPS路由. 流量路由由Ingress资源上定义的规则控制. 在云服务商不提供LB服务的情况下, 我们可以直接使用Ingress来暴露服务. (另外, 使用LB + Ingress的部署方案可以避免过多LB应用带来的花费).
准备
在开始之前, 笔者已经创建好了测试应用, 代码过长此处略去, 详见附录[1]和附录[2]
我们通过kubectl get pods查看pod列表.
指的一提的是, 我们可以通过
--namespace参数查看指定命名空间的pod列表, 也可以通过--all-namespaces来查看全部命名空间的pod列表.由于没有指定命名空间,所以应用被放到
default中了.
[root@nas-centos1 k8s-test]# kubectl get pods --namespace default
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
k8s-test-578b77cd47-sw5pd 1/1 Running 0 6m29s
k8s-test-578b77cd47-v6kmp 1/1 Running 0 6m29s
复制代码port-forward
port-forward这种方式访问pod, 可以指定pod实例, 简单方便, 很适合调试之用.
通过kubectl port-forward来配置转发:
[root@nas-centos1 k8s-test]# kubectl port-forward --address 0.0.0.0 k8s-test-578b77cd47-sw5pd 9999:8080
Forwarding from 0.0.0.0:9999 -> 8080
复制代码此时, 我们可以通过通过访问宿主机的9999端口来访问到k8s-test-578b77cd47-sw5pd的8080端口.
/k8s-test/timestamp是该示例应用唯一一个api, 用于获取当前时间戳
[root@nas-centos1 k8s-test]# curl http://10.33.30.95:9999/k8s-test/timestamp
1571151584224
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NodePort
集群中每一个节点(Node)都会监听指定端口, 我们通过任意节点的端口即可访问到指定服务. 但过多的服务会开启大量端口难以维护.
创建一个Service, 并指定其类型为NodePort.
k8s-test-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: k8s-test-service
spec:
selector:
app: k8s-test
env: test
ports:
- port: 80 # 服务端口, 内部可访问
targetPort: 8080 # 目标端口, 此处指的是pod的8080端口
nodePort: 30080 # 节点端口, 外部可访问
protocol: TCP
type: NodePort
复制代码执行kubectl apply -f k8s-test-service.yaml发布这个Service.
通过kubectl get services可查看Service列表如下:
[root@nas-centos1 k8s-test]# kubectl get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
k8s-test-service NodePort 10.244.234.143 <none> 80:30080/TCP 8s
kubernetes ClusterIP 10.244.0.1 <none> 443/TCP 32d
复制代码我们可以看到, 30080端口已经被绑定到该服务的80端口.
尝试通过node节点来访问应用:
[root@nas-centos3 ~]# curl http://10.33.30.94:30080/k8s-test/timestamp
1571152525336
复制代码LoadBalance
参考文档:
LoadBalance(负载均衡 LB)通常由云服务商提供. 如果环境不支持LB, 那么创建的LoadBalance将始终处于<pending>状态:
[root@nas-centos1 k8s-test]# kubectl get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
k8s-test-service LoadBalancer 10.244.29.126 <pending> 80:32681/TCP 13s
kubernetes ClusterIP 10.244.0.1 <none> 443/TCP 33d
复制代码如果想要在本地开发环境测试LB, 我们可以选择MetalLB. 它是一个负载均衡实现. 安装方式此处不进行展开, 可参考官方文档
当我们的环境支持LB时, 我们可以创建如下Service, 来暴露服务:
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: k8s-test-service
spec:
selector:
app: k8s-test
env: test
ports:
- port: 80 # 服务端口
targetPort: 8080 # 目标端口, 此处指的是pod的8080端口
protocol: TCP
type: LoadBalancer
复制代码执行kubectl apply -f k8s-test-lb.yaml命令发布配置. 此时可以查看到Service已经有了EXTERNAL-IP(10.33.30.2). 如下:
[root@nas-centos1 k8s-test]# kubectl get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
k8s-test-service LoadBalancer 10.244.151.128 10.33.30.2 80:31277/TCP 2s
kubernetes ClusterIP 10.244.0.1 <none> 443/TCP 33d
复制代码尝试通过LB的IP来访问应用, 如下:
[root@nas-centos1 k8s-test]# curl http://10.33.30.2/k8s-test/timestamp
1571235898264
复制代码Ingress
Ingress公开了从群集外部到群集内services的HTTP和HTTPS路由. 流量路由由Ingress资源上定义的规则控制.
我们使用ingress controller的nginx实现来进行测试. 首先下载部署文件:
wgethttps://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/static/mandatory.yaml
复制代码编辑文件vim mandatory.yaml, 加入以下内容:
template:
spec:
hostNetwork: true
复制代码-
hostNetwork: 开启hostNetwork, 可以使ingress绑定到主机的80和443端口. -
访问ingress有多种方式, (1). 通过hostNetwork直接绑定到80和443端口, (2). 通过NodePort在Node上暴露端口(但这种方式只能绑定固定范围的端口, 默认值 30000-32767), (3). 通过LoadBalance, 这种方式和NodePort其实都是通过Service来暴露, 只不过是Service的不同类型.
-
mandatory.yaml中
template只有一个, 很好找. (tips: 在vim中可以用/进行查找). -
Ingress Controller: 是一个反向代理程序, 它负责解析 Ingress 的反向代理规则. -
Ingress: Ingress 是反向代理规则. 不要混淆Ingress Controller和Ingress的概念.
发布完成后, 我们创建一个Ingress来测试, 内容如下:
apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /k8s-test
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /k8s-test
backend:
serviceName: k8s-test-service
servicePort: 80
复制代码尝试访问:
[root@nas-centos1 ingress]# curl http://10.33.30.94/k8s-test/timestamp
1571321623058
复制代码小结
通常地, 我们会考虑 LoadBalance和Ingress配合使用. 一方面是只是用LB会产生大量的花费, 另一方面大量的LB同样会提高维护成本. 而LB配合Ingress使用, 通过不同的path来区分服务能达到很棒的效果. (这里和通过Nginx来暴露多个服务的原理基本相同)
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参考文献
附录
[1] Deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: k8s-test
labels:
app: k8s-test
spec:
replicas: 2
template:
metadata:
name: k8s-test
labels:
app: k8s-test
env: test
spec:
containers:
- name: k8s-test
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/piaoruiqing/k8s-test:0.0.1
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http-port
containerPort: 8080
imagePullSecrets:
- name: docker-registry-secret
restartPolicy: Always
selector:
matchLabels:
app: k8s-test
复制代码[2] K8sTestApplication.java
/**
* @author piaoruiqing
* @description: k8s test
* @date: 2019/09/22 10:01
* @since JDK 1.8
*/
@RestController
@RequestMapping(value = "/k8s-test")
@SpringBootApplication
public class K8sTestApplication {
/**
* get timestamp
* @return
*/
@GetMapping(value = "/timestamp")
public ResponseEntity<?> getTimestamp() {
return ResponseEntity.ok(System.currentTimeMillis() + "\n");
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(K8sTestApplication.class, args);
}
}
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