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K8S之Headless返回IP浅析

网友: 文档中心 2022-04-02 20:01:03

K8S之Headless返回IP浅析

简介

  • 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 Cluster IP（spec.clusterIP）的值为 “None” 来创建 Headless Service。(这个service是没有IP)。因为没有ClusterIP，kube-proxy 并不处理此类服务，因为没有load balancing或 proxy 代理设置，在访问服务的时候回返回后端的全部的Pods IP地址，主要用于开发者自己根据pods进行负载均衡器的开发(设置了selector) 或 StatefulSet
  • 这个选项允许开发人员自由寻找他们自己的方式，从而降低与 Kubernetes 系统的耦合性。 应用仍然可以使用一种自注册的模式和适配器，对其它需要发现机制的系统能够很容易地基于这个 API 来构建。对这类 Service 并不会分配 Cluster IP，kube-proxy 不会处理它们，而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由。 DNS如何实现自动配置，依赖于Service是否定义了 selector
  • 不同的pod通过域名进行通信

ClusterIP=None

# 含有selector[root@k8s-master-1 headless]# cat headless-selector.yaml apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: nginxspec:  type: ClusterIP  clusterIP: None   # clusterIP = None  selector:    app: nginx  ports:  - port: 88    targetPort: 80---apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:  name: nginxspec:  replicas: 2  selector:    matchLabels:      app: nginx  template:    metadata:      name: nginx      labels: app: nginx    spec:      restartPolicy: Always      containers:      - name: nginx image: nginx:latest imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - name: http   containerPort: 80
# 查看POD[root@k8s-master-1 headless]# kubectl get podsNAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGEnginx-d89c7cdcb-ql9fz   1/1     Running   0   2m57snginx-d89c7cdcb-vlmlp   1/1     Running   0   2m57s# 查看svc[root@k8s-master-1 headless]# kubectl get svcNAME  TYPE CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGEkubernetes   ClusterIP   10.0.0.1     <none> 443/TCP   159dnginx ClusterIP   None  <none> 88/TCP    73s[root@k8s-master-1 headless]# kubectl describe svc nginxName:nginxNamespace:  defaultLabels:     <none>Annotations:<none>Selector:   app=nginxType:ClusterIPIP Families:<none>IP:  NoneIPs: NonePort:<unset>  88/TCPTargetPort: 80/TCPEndpoints:  10.70.2.58:80,10.70.2.61:80Session Affinity:  NoneEvents:     <none># 运行busybox[root@k8s-master-1 headless]# kubectl run busybox -it --rm --image=busybox:1.28 -- shIf you don't see a command prompt, try pressing enter./ # nslookup nginx.default.svc.cluster.localServer:    10.0.0.10Address 1: 10.0.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.localName:      nginx.default.svc.cluster.localAddress 1: 10.70.2.58 10-70-2-58.nginx.default.svc.cluster.localAddress 2: 10.70.2.61 10-70-2-61.nginx.default.svc.cluster.local## 由于nginx.default.svc.cluster.local 返回的是svc后面的POD IP，而后端pod的88端口并没有通/ # telnet nginx.default.svc.cluster.local 88   telnet: can't connect to remote host (10.70.2.58): Connection refused/ # telnet nginx.default.svc.cluster.local 80^CConsole escape. Commands are:

ClusterIP!=None

# 含有selector,ClusterIP!=None[root@k8s-master-1 headless]# cat headless-selector.yaml apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: nginxspec:  type: ClusterIP#  clusterIP: None   # clusterIP = None  selector:    app: nginx  ports:  - port: 88    targetPort: 80---apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata:  name: nginxspec:  replicas: 2  selector:    matchLabels:      app: nginx  template:    metadata:      name: nginx      labels: app: nginx    spec:      restartPolicy: Always      containers:      - name: nginx image: nginx:latest imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - name: http   containerPort: 80
# 查看POD[root@k8s-master-1 headless]# kubectl get podsNAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGEnginx-d89c7cdcb-5fm2f   1/1     Running   0   46snginx-d89c7cdcb-pgqxj   1/1     Running   0   46s# 查看SVC[root@k8s-master-1 headless]# kubectl get svcNAME  TYPE CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGEkubernetes   ClusterIP   10.0.0.1<none> 443/TCP   160dnginx ClusterIP   10.0.218.131   <none> 88/TCP    97s[root@k8s-master-1 headless]# kubectl describe svc nginxName:nginxNamespace:  defaultLabels:     <none>Annotations:<none>Selector:   app=nginxType:ClusterIPIP Families:<none>IP:  10.0.218.131IPs: 10.0.218.131Port:<unset>  88/TCPTargetPort: 80/TCPEndpoints:  10.70.2.2:80,10.70.2.63:80Session Affinity:  NoneEvents:     <none># 运行busybox[root@k8s-master-1 headless]# kubectl run busybox -it --rm --image=busybox:1.28 -- shIf you don't see a command prompt, try pressing enter./ # nslookup nginx.default.svc.cluster.localServer:    10.0.0.10Address 1: 10.0.0.10 kube-dns.kube-system.svc.cluster.localName:      nginx.default.svc.cluster.localAddress 1: 10.0.218.131 nginx.default.svc.cluster.local## 由于nginx.default.svc.cluster.local 返回的是svc IP,故而88端口会被转发到后端nginx的80端口，而svc 80端口未对外开放故而无法正常访问/ # telnet nginx.default.svc.cluster.local 88eHTTP/1.1 400 Bad RequestServer: nginx/1.21.5Date: Fri, 25 Mar 2022 01:37:00 GMTContent-Type: text/htmlContent-Length: 157Connection: close400 Bad Request
400 Bad Request
nginx/1.21.5Connection closed by foreign host/ # telnet nginx.default.svc.cluster.local 80telnet: can't connect to remote host (10.0.218.131): Connection refused

总结

  1. 配置了selector：对定义selector的Headless Service，Endpoint 控制器在 API 中创建了 Endpoints 记录，并且修改 DNS 配置返回 A 记录（地址），通过这个地址直接到达Service的后端Pod上
  2. 未配置selector：对没有定义 selector 的 Headless Service，Endpoint 控制器不会创建Endpoints记录
  3. 我们在容器里面ping FQDN ，clusterIP!=None 解析出的地址是 service的 clusterip，headless service 解析出来的地址是 pod ip
  4. 通过headless service 可以轻松找到statefulSet 的所有节点。特别是在部署集群的时候，很多服务需要配置节点信息来创建集群
  5. statefulSet.spec.serviceName：当serviceName 配置成与headless service的Name 相同的时候，可以通过 {hostName}.{service-name}.{namespace}.svc.cluster.local 解析出节点IP。hostName 由 {statefulSet name}-{编号} 组成
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