Servizi

In questa pagina vengono descritti i servizi Kubernetes e il loro utilizzo in Google Kubernetes Engine (GKE). Esistono diversi tipi di Servizi, che puoi utilizzare per raggruppare un insieme Pod in un'unica risorsa. Per scoprire come creare un servizio, consulta Esposizione delle applicazioni tramite i servizi

Che cos'è un servizio Kubernetes?

L'idea di un servizio è raggruppare un insieme di endpoint pod in un'unica risorsa. Puoi configurare diversi modi per accedere al raggruppamento. Per impostazione predefinita, indirizzo IP del cluster stabile che i client all'interno del cluster possono utilizzare per contattare nel servizio. Un client invia una richiesta all'indirizzo IP stabile e viene instradato a uno dei pod nel servizio.

Un servizio identifica i pod membri con un selettore. Per far parte di un pod del servizio, il pod deve avere tutte le etichette specificate nel selettore. Un'etichetta è una coppia chiave/valore arbitraria collegata a un oggetto.

Il seguente manifest del servizio ha un selettore che specifica due etichette. La Il campo selector indica che qualsiasi pod ha sia l'etichetta app: metrics sia L'etichetta department:engineering è membro di questo servizio.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: metrics
    department: engineering
  ports:
  ...

Perché utilizzare un servizio Kubernetes?

In un cluster Kubernetes, ogni pod ha un indirizzo IP interno. Ma i pod in una I deployment vanno e vengono e i loro indirizzi IP cambiano. Non ha senso per utilizzare direttamente gli indirizzi IP dei pod. Con un servizio ottieni un indirizzo IP stabile che duri tutta la vita del servizio, anche se gli indirizzi IP dei membri I pod cambiano.

Un servizio fornisce inoltre il bilanciamento del carico. I client chiamano un singolo IP stabile e le loro richieste vengono bilanciate tra i pod che sono membri il Servizio.

Tipi di servizi Kubernetes

Esistono cinque tipi di servizi:

  • ClusterIP (predefinito): i client interni inviano richieste a un server interno stabile Indirizzo IP.

  • NodePort: i client inviano richieste all'indirizzo IP di un nodo su uno o più altri valori nodePort specificati dal servizio.

  • LoadBalancer: i client inviano richieste all'indirizzo IP di un carico di rete con il bilanciatore del carico di rete passthrough esterno regionale.

  • ExternalName: i client interni utilizzano il nome DNS di un servizio come alias per un nome DNS esterno.

  • Headless: puoi usare una servizio headless quando vuoi un raggruppamento di pod, ma non hai bisogno di un indirizzo IP stabile.

Il tipo NodePort è un'estensione del tipo ClusterIP. Quindi un servizio di il tipo NodePort ha un indirizzo IP del cluster.

Il tipo LoadBalancer è un'estensione del tipo NodePort. Quindi un servizio di il tipo LoadBalancer ha un indirizzo IP del cluster e uno o più valori nodePort.

Servizi di tipo ClusterIP

Quando crei un servizio di tipo ClusterIP, Kubernetes crea un indirizzo IP stabile accessibile dai nodi nel cluster.

Ecco un manifest per un servizio di tipo ClusterIP:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-cip-service
spec:
  selector:
    app: metrics
    department: sales
  type: ClusterIP
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

Puoi crea il Servizio mediante kubectl apply -f [MANIFEST_FILE]. Dopo aver creato il Servizio, l'utente puoi utilizzare kubectl get service per vedere l'indirizzo IP stabile:

NAME             TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)
my-cip-service   ClusterIP   10.11.247.213   none          80/TCP

I client nel cluster chiamano il servizio utilizzando l'indirizzo IP del cluster e Porta TCP specificata nel campo port del manifest del servizio. La richiesta è inoltrato a uno dei pod membro sulla porta TCP specificata nell'targetPort . Per l'esempio precedente, un client chiama il servizio all'indirizzo 10.11.247.213 sulla porta TCP 80. La richiesta viene inoltrata a uno dei pod del membro sulla porta TCP 8080. Il pod membro deve avere un container in ascolto su TCP la porta 8080. Se non è presente alcun container in ascolto sulla porta 8080, i client vedranno un messaggio come "Connessione non riuscita" o "Impossibile raggiungere il sito".

Servizio di tipo NodePort

Quando crei un servizio di tipo NodePort, Kubernetes ti fornisce un nodePort valore. Quindi il servizio è accessibile utilizzando l'indirizzo IP di qualsiasi nodo insieme con il valore nodePort.

Ecco un manifest per un servizio di tipo NodePort:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-np-service
spec:
  selector:
    app: products
    department: sales
  type: NodePort
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

Dopo aver creato il Servizio, puoi utilizzare kubectl get service -o yaml per visualizzare la relativa specifica e controlla il valore nodePort.

spec:
  clusterIP: 10.11.254.114
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:
  - nodePort: 32675
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8080

I client esterni chiamano il servizio utilizzando l'indirizzo IP esterno di un nodo insieme alla porta TCP specificata da nodePort. La richiesta viene inoltrata a a uno dei pod membri sulla porta TCP specificata dal campo targetPort.

Ad esempio, supponiamo che l'indirizzo IP esterno di uno dei nodi del cluster sia 203.0.113.2. Quindi, per l'esempio precedente, il client esterno chiama la Servizio presso 203.0.113.2 sulla porta TCP 32675. La richiesta viene inoltrata a uno degli dei pod membri sulla porta TCP 8080. Il pod membro deve avere un container in ascolto sulla porta TCP 8080.

Il tipo di servizio NodePort è un'estensione del tipo di servizio ClusterIP. Quindi... i clienti interni possono chiamare il Servizio in due modi:

  • Utilizza clusterIP e port.
  • Utilizza l'indirizzo IP di un nodo e nodePort.

Per alcune configurazioni di cluster, Bilanciatore del carico delle applicazioni esterno utilizza un servizio di tipo NodePort.

Un bilanciatore del carico delle applicazioni esterno è un server proxy e, diverso dal bilanciatore del carico di rete passthrough esterno descritti in questo argomento nella sezione Servizio di tipo LoadBalancer.

Servizi di tipo LoadBalancer

Per scoprire di più sui servizi di tipo LoadBalancer, consulta Concetti del servizio LoadBalancer.

Servizio di tipo ExternalName

Un servizio di tipo ExternalName fornisce un alias interno per un DNS esterno . I client interni effettuano le richieste utilizzando il nome DNS interno e vengono reindirizzate al nome esterno.

Ecco un manifest per un servizio di tipo ExternalName:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-xn-service
spec:
  type: ExternalName
  externalName: example.com

Quando crei un servizio, Kubernetes crea un nome DNS con cui i client interni per chiamare il servizio. Per l'esempio precedente, il nome DNS è my-xn-service.default.svc.cluster.local. Quando un cliente interno effettua una richiesta in my-xn-service.default.svc.cluster.local, la richiesta viene reindirizzata example.com.

Il tipo di servizio ExternalName è fondamentalmente diverso dall'altro Tipi di servizi. Infatti, un servizio di tipo ExternalName non soddisfa definizione di servizio all'inizio di questo argomento. Un servizio di tipo ExternalName non è associato a un insieme di pod e non ha un un indirizzo IP stabile. Un servizio di tipo ExternalName è invece una mappatura da un nome DNS interno a un nome DNS esterno.

Servizio headless

Un servizio headless è un tipo di servizio Kubernetes che non alloca un indirizzo IP del cluster. Un servizio headless utilizza invece il DNS per esporre gli indirizzi IP dei pod associati al servizio. Ciò ti consente di connetterti direttamente ai pod, invece di passare attraverso un proxy.

I servizi headless sono utili per una varietà di scenari, tra cui:

  • Bilanciamento del carico tra pod: puoi utilizzare servizi headless per bilanciare il carico tra i pod. Per implementarlo, crea un servizio con un selettore che corrisponda ai pod di cui vuoi bilanciare il carico. Il servizio distribuirà quindi il traffico in modo uniforme tra tutti i pod che corrispondono al selettore.

  • Rilevamento dei servizi: puoi utilizzare un servizio headless per implementare il rilevamento dei servizi. Per implementarlo, crea un servizio con un nome e un selettore. Il record DNS per il servizio headless contiene tutti gli IP dei pod dietro il servizio che corrispondono al selettore. I client possono utilizzare questi record DNS per trovare gli indirizzi IP dei pod associati al servizio.

  • Accesso diretto ai pod: i client possono connettersi direttamente ai pod associati a un servizio headless. Questo può essere utile per i servizi che richiedono l'accesso diretto ai pod sottostanti, come i bilanciatori del carico e i server DNS.

  • Flessibilità: i servizi headless possono essere utilizzati per creare una varietà di topologie diverse, come bilanciatori del carico, server DNS e database distribuiti.

Se hai requisiti di rete speciali per i tuoi carichi di lavoro che non possono essere risolti utilizzando i servizi headless con selettori, esiste anche la possibilità di utilizzare i servizi headless senza selettori. I servizi headless sono uno strumento utile per accedere ai servizi che non si trovano all'interno del cluster Kubernetes stesso, poiché il piano di controllo non crea oggetti EndpointSlice. Per saperne di più, consulta Servizio senza selettori

L'esempio seguente è un manifest per un servizio headless:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80

Una volta creato un servizio headless, puoi trovare gli indirizzi IP dei pod associati al servizio eseguendo una query sul DNS. Ad esempio, il comando seguente elenca gli indirizzi IP dei pod associati al servizio nginx:

dig +short nginx.default.svc.cluster.local

Ecco un altro esempio che utilizza l'espansione delle query di Kubernetes:

dig +short +search nginx

Puoi creare un servizio headless con un singolo comando e i servizi headless sono facili da aggiornare e scalare.

kubectl create service clusterip my-svc --clusterip="None" --dry-run=client -o yaml > [file.yaml]

Astrazione del servizio

Un servizio è un'astrazione, nel senso che non è un processo che ascolta su un'interfaccia di rete. Parte dell'astrazione viene implementata nella Regole iptables dei nodi del cluster. A seconda del tipo di Servizio, altre parti del sono implementate tramite un modello bilanciatore del carico di rete passthrough esterno o bilanciatore del carico delle applicazioni esterno.

Porte di servizio arbitrarie

Il valore del campo port in un manifest del servizio è arbitrario. Tuttavia, Il valore di targetPort non è arbitrario. Ogni pod di un membro deve avere container in ascolto su targetPort.

Ecco un servizio di tipo LoadBalancer con un valore port pari a 50.000:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-ap-service
spec:
  clusterIP: 10.11.241.93
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:
  - nodePort: 30641
    port: 50000
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: parts
    department: engineering
  sessionAffinity: None
  type: LoadBalancer
status:
  loadBalancer:
    ingress:
    - ip: 203.0.113.200

Un client chiama il servizio all'indirizzo 203.0.113.200 sulla porta TCP 50000. La richiesta è inoltrato a uno dei pod del membro sulla porta TCP 8080.

Più porte

Il campo ports di un servizio è un array di ServicePort di oggetti strutturati. L'oggetto ServicePort include i seguenti campi:

  • name
  • protocol
  • port
  • targetPort
  • nodePort

Se hai più di un ServicePort, ogni ServicePort deve avere un ID .

Ecco un servizio, di tipo LoadBalancer, con due oggetti ServicePort:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-tp-service
spec:
  clusterIP: 10.11.242.196
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:
  - name: my-first-service-port
    nodePort: 31233
    port: 60000
    protocol: TCP
    targetPort: 50000
  - name: my-second-service-port
    nodePort: 31081
    port: 60001
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: tests
    department: engineering
  sessionAffinity: None
  type: LoadBalancer
status:
  loadBalancer:
    ingress:
    - ip: 203.0.113.201

Nell'esempio precedente, se un client chiama il servizio all'indirizzo 203.0.113.201 su TCP sulla porta 60000, la richiesta viene inoltrata a un pod del membro sulla porta TCP 50000. Ma se il client chiama il servizio all'indirizzo 203.0.113.201 sulla porta TCP 60001, la richiesta viene inoltrato a un pod del membro sulla porta TCP 8080.

Ogni pod membro deve avere un container in ascolto sulla porta TCP 50000 e un di ascolto del container sulla porta TCP 8080. Può essere un singolo container con due thread o due container in esecuzione nello stesso pod.

Endpoint di servizio

Quando crei un Service, Kubernetes crea Endpoint che ha lo stesso nome del tuo Service. Kubernetes utilizza Endpoints per tenere traccia di quali pod sono membri del servizio.

Servizi a stack singolo e doppio

Puoi creare un servizio IPv6 di tipo ClusterIP o NodePort. GKE supporta servizi a doppio stack di tipo LoadBalancer durante l'Anteprima che non prevede SLA né assistenza tecnica.

Per ognuno di questi tipi di servizi, puoi definire ipFamilies e Campi ipFamilyPolicy come IPv4, IPv6 o stack doppio assistenza.

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