云计算k8s对外服务解析

程序员文章站 2022-05-12 19:11:56

云计算k8s对外服务解析。在上文完成k8s集群搭建的基础上k8s(一)、1.9.0高可用集群本地离线部署记录，承接上文，本文简单介绍一下k8s对外暴露服务拓扑图：一、k8...

云计算k8s对外服务解析。

在上文完成k8s集群搭建的基础上k8s(一)、1.9.0高可用集群本地离线部署记录，承接上文，本文简单介绍一下k8s对外暴露服务

拓扑图：

一、k8s对外暴露服务方式介绍

1.Load Blance

目前已经有很多主流的公有云平台已经都提供基于k8s服务的组件，工作的原理本质上是k8s的服务向云平台申请一个负载均衡器来对外服务。因此这种方式只适合在云平台内部使用，这里略过.

2.Nodeport

针对某一个k8s service，k8s集群内的每一个node都将暴露node的一个指定接口，来为此service提供服务。此方式要求每一个node都提供一个端口，即使此node上没有承载有该service 的pod服务载体，因此此方式会带来一定资源的浪费和管理不便。

3.Ingress

Ingress注入方式，有三个组件，来协同完成对外服务的过程：

1.reverse proxy LB

2.ingress controller

3.k8s Ingress组件

1.reverse proxy LB

将服务请求反向代理至后端服务对应的node上，node收到后再由kube-proxy将请求转交给endpoint pod.

2.ingress controller

监控apiserver上的svc关联关系的变化，若svc关联发生变化(例如svc后端对应的pods发生变化)，则动态地获取变化，更新前面反向代理的配置文件和热重载。

3.k8s ingress

k8s的一种资源类型，可以基于访问的虚拟主机、字段等进行区别路由映射到后端不同的k8s service上，ingress controller要实时监控每个ingress对象上指定的service来保证LB配置文件的热更新

在本文，采用traefik作为ingress工具演示。

### traefik：

由于微服务架构以及 Docker 、 kubernetes 编排工具最近才开始流行，因此常用的反向代理服务器 nginx并未提供对k8s ingress的支持，所以Ingress Controller 这个中间件的存在就是用来做 kubernetes 和前端LB来做衔接的;Ingress Controller工作的方式是读取k8s ingress，通过与k8s api交互实时监控service，当serivce映射关系变化时，能重写 nginx 配置和热更新。traefik的出现简化了这个流程，traefik本身是一个轻量级的reverse proxy LB，并且它原生支持跟 kubernetes API 交互，感知后端变化，因此traefik可以取代上面的1、2组件，简化结构。

traefik官方介绍图：

二、服务部署

首先来部署一组简单的nginx应用容器。

准备好yaml文件：

[root@171 nginx]# ls

nginx-deploy.yaml nginx_ingress.yaml nginx_service.yaml

[root@171 nginx]# cat nginx-deploy.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Deployment

metadata:

annotations:

deployment.kubernetes.io/revision: "2"

creationTimestamp: 2018-04-09T04:02:02Z

generation: 4

labels:

app: nginx

namespace: default

resourceVersion: "111504"

selfLink: /apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/deployments/nginx-deploy

uid: c28090c0-3baa-11e8-b75a-000c29858eab

spec:

replicas: 2

selector:

matchLabels:

app: nginx

strategy:

rollingUpdate:

maxSurge: 1

maxUnavailable: 1

type: RollingUpdate

template:

metadata:

creationTimestamp: null

labels:

app: nginx

spec:

containers:

- image: nginx:1.9.1

imagePullPolicy: IfNotPresent

ports:

- containerPort: 80

protocol: TCP

resources: {}

terminationMessagePath: /dev/termination-log

terminationMessagePolicy: File

dnsPolicy: ClusterFirst

restartPolicy: Always

schedulerName: default-scheduler

securityContext: {}

terminationGracePeriodSeconds: 30

status:

availableReplicas: 2

conditions:

- lastTransitionTime: 2018-04-09T04:57:27Z

lastUpdateTime: 2018-04-09T04:57:27Z

message: Deployment has minimum availability.

reason: MinimumReplicasAvailable

status: "True"

type: Available

observedGeneration: 4

readyReplicas: 2

replicas: 2

updatedReplicas: 2

[root@171 nginx]# cat nginx_service.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

creationTimestamp: 2018-04-09T11:34:09Z

labels:

run: nginx

namespace: default

resourceVersion: "140236"

selfLink: /api/v1/namespaces/default/services/nginx

uid: eb57a21b-3be9-11e8-b75a-000c29858eab

spec:

clusterIP: 10.99.59.56

ports:

- port: 80

protocol: TCP

targetPort: 80

selector:

app: nginx

sessionAffinity: None

type: ClusterIP

status:

loadBalancer: {}

[root@171 nginx]# cat nginx_ingress.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

creationTimestamp: 2018-04-09T11:39:48Z

generation: 1

namespace: default

resourceVersion: "140644"

selfLink: /apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/ingresses/test

uid: b54bbda8-3bea-11e8-b75a-000c29858eab

spec:

rules:

- host: test.nginx.com

http:

paths:

- backend:

serviceName: nginx

servicePort: 80

status:

loadBalancer: {}

创建nginx的deploy、svc、ing资源，使用–record命令后面可以看到revision记录：

kubectl create -f nginx-deploy.yaml --record

kubectl create -f nginx-service.yaml --record

kubectl create -f nginx-ingress.yaml --record

过1分钟后查看状态：

[root@171 nginx]# kubectl get pods -o wide | grep nginx

nginx-deploy-5964dfd755-b2xj5 1/1 Running 2 1d 10.244.0.16 170

nginx-deploy-5964dfd755-v6tdq 1/1 Running 1 4h 10.244.0.17 170

[root@171 nginx]# kubectl get ing | grep nginx

test test.nginx.com 80 23h

[root@171 nginx]# kubectl get svc | grep nginx

nginx ClusterIP 10.99.59.56 80/TCP 23h

在本地curl pod ip和service 的clusterIP测试：

[root@171 nginx]# curl http://10.244.0.16

Welcome to nginx!

If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.

For online documentation and support please refer to nginx.org.

Commercial support is available at nginx.com.

Thank you for using nginx.

[root@171 nginx]# curl http://10.244.0.17

Welcome to nginx!

If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.

For online documentation and support please refer to nginx.org.

Commercial support is available at nginx.com.

Thank you for using nginx.

[root@171 nginx]# curl http://10.99.59.56

Welcome to nginx!

If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.

For online documentation and support please refer to nginx.org.

Commercial support is available at nginx.com.

Thank you for using nginx.

nginx资源已经创建好了，但是目前只能在本地和集群内访问，集群外部无法访问，需要把网络路由打通

三、网络配置

1.vmware网络配置：(无网络限制这一步可跳过)

在公司的电脑上搭的wmware虚拟机，公司网络上网认证限制外网，单人只允许使用单IP访问外网，因此虚拟机为了访问外网，使用的是NAT模式转接的物理机的网络，vmware NAT方式虚拟机通信配置：

首先，每台vm都要配置：

vmware–编辑–虚拟网络编辑器：

为了直接访问vm网段，在windows物理机上配置路由：

打开cmd，输入：

route add 192.168.0.0 MASK 255.255.255.0 192.168.0.1 IF 9

IF是接口编号，可以使用route print查看自己电脑上vmnet8网卡对应的网卡接口编号

2.k8s服务网段、pods网段路由配置：

步骤1是只是打通了外部到vm之间的网络，如果没有网络限制，vm跟外部在同一网段的可以跳过上面的步骤一。

步骤二是外部添加k8s的服务网段、pods网段：

windows cmd添加

route add 10.96.0.0 MASK 255.240.0.0 192.168.0.169 IF 9

route add 10.244.0.0 MASK 255.255.0.0 192.168.0.169 IF 9

打开浏览器测试访问pod ip、服务的cluster ip：

可以直接访问!

下面开始部署traefik，通过虚拟主机名访问.

四、traefik部署

[root@171 traefik]# ls

traefik-ds.yaml traefik_ingress.yaml traefik-rbac.yaml

[root@171 traefik]# cat traefik-rbac.yaml

---

kind: ClusterRole

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1

metadata:

rules:

- apiGroups:

- ""

resources:

- services

- endpoints

- secrets

verbs:

- get

- list

- watch

- apiGroups:

- extensions

resources:

- ingresses

verbs:

- get

- list

- watch

---

kind: ClusterRoleBinding

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1

metadata:

roleRef:

apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

kind: ClusterRole

subjects:

- kind: ServiceAccount

namespace: kube-system

[root@171 traefik]# cat traefik-ds.yaml

---

apiVersion: v1

kind: ServiceAccount

metadata:

namespace: kube-system

---

kind: DaemonSet

apiVersion: extensions/v1beta1

metadata:

namespace: kube-system

labels:

k8s-app: traefik-ingress-lb

spec:

template:

metadata:

labels:

k8s-app: traefik-ingress-lb

spec:

serviceAccountName: traefik-ingress-controller

terminationGracePeriodSeconds: 60

hostNetwork: true

containers:

- image: traefik

ports:

- name: http

containerPort: 80

hostPort: 80

- name: admin

containerPort: 8080

securityContext:

capabilities:

drop:

- ALL

add:

- NET_BIND_SERVICE

args:

- --api

- --kubernetes

- --logLevel=INFO

---

kind: Service

apiVersion: v1

metadata:

namespace: kube-system

spec:

selector:

k8s-app: traefik-ingress-lb

ports:

- protocol: TCP

port: 80

- protocol: TCP

port: 8080

type: NodePort

[root@171 traefik]# cat traefik_ingress.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: Ingress

metadata:

creationTimestamp: 2018-04-09T11:39:48Z

generation: 1

namespace: default

resourceVersion: "140644"

selfLink: /apis/extensions/v1beta1/namespaces/default/ingresses/test

uid: b54bbda8-3bea-11e8-b75a-000c29858eab

spec:

rules:

- host: ui.traefik.com

http:

paths:

- backend:

serviceName: traefik-ingress-service

servicePort: 80

status:

loadBalancer: {}

创建资源：

kubectl create -f traefik-rbac.yaml --record

kubectl create -f traefik-ds.yaml --record

kubectl create -f traefik-ingress.yaml --record

1分钟后查看创建情况：

[root@171 traefik]# kubectl get pods -o wide -n kube-system| grep trae

traefik-ingress-controller-8lht4 1/1 Running 0 3h 192.168.0.171 171

traefik-ingress-controller-ddvws 1/1 Running 0 3h 192.168.0.170 170

[root@171 traefik]# kubectl get ds -n kube-system| grep trae

traefik-ingress-controller 2 2 2 2 2 3h

[root@171 traefik]# kubectl get ing

NAME HOSTS ADDRESS PORTS AGE

test test.nginx.com 80 1d

traefik-ui ui.traefik.com 80 3h

打开浏览器测试：

总结

k8s的各种功能组件、名词概念、资源类型(pod/svc/ds/rs/ingress/configmap/role….)、工作流程等颇为复杂，理解起来不太容易，需要花时间阅读官方文档，因为k8s更新很快，有一些新功能或者即将淘汰的旧功能，官方的中文文档更新不太及时，建议直接阅读英文文档。

另外这里因为网络的限制，使用的是vmware的NAT，简单地使用静态路由让外部和vm、k8s内部集群网络进行通信，有时间在家里电脑试试GNS3模拟路由器，搭建外部bgp，发布到集群bgp内部。

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