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10.1 Service：ClusterIP / NodePort / LoadBalancer#

Pod 會漂移、會重建，IP 朝生暮死。Service 給它一個「不變的門牌號」。

為什麼需要 Service#

回顧 3.1 節：Nginx 靠 upstream 手寫後端 IP 列表。K8s 裡 Pod 隨時被調度、被銷毀，IP 根本寫不死。Service 用標籤選擇器動態跟蹤 Pod，並提供一個穩定的虛擬 IP + DNS 名。

三種型別：由內到外#

# svc-clusterip.yaml：集群內部通訊，預設型別
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: order
spec:
  type: ClusterIP
  selector: { app: order }
  ports:
  - port: 80          # Service 的埠
    targetPort: 8080  # Pod 的埠

# svc-nodeport.yaml：開發測試用，每台 Node 開同一個埠
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: order-np
spec:
  type: NodePort
  selector: { app: order }
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
    nodePort: 30080   # 30000-32767，訪問 任一NodeIP:30080

# svc-lb.yaml：生產對外，雲廠商自動配負載均衡器
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: order-lb
spec:
  type: LoadBalancer
  selector: { app: order }
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080

kubectl apply -f svc-clusterip.yaml
kubectl get svc,endpoints
kubectl run debug --image=busybox:1.36 -it --rm -- nslookup order
型別 訪問範圍 生產建議
ClusterIP 僅集群內 微服務互調預設用它
NodePort 每台 NodeIP:NodePort 僅調試，埠範圍受限
LoadBalancer 公網 / VPC 對外服務，但每個都建 LB 太貴，配合 Ingress（10.2 節）

kube-proxy：交通警察的兩種執法方式#

Service 的虛擬 IP 並不存在真實網卡上，靠每台 Node 的 kube-proxy 寫轉發規則實現：

  • iptables 模式：相容性最好，規則遍歷，Service 上千後效能下降。
  • IPVS 模式：核心級哈希 + 多種負載演算法（rr、lc、wrr），大促、大規模集群首選。
# 查看 kube-proxy 模式
kubectl logs -n kube-system $(kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-proxy -o name | head -n 1)
# 切換 IPVS（以 kubeadm 為例，修改 ConfigMap 後重啟）
kubectl get configmap kube-proxy -n kube-system -o yaml | grep -i mode

這正是 3.3 節 LVS 的雲原生重生：IPVS 本來就是 LVS 的血脈。

與前篇呼應#

  • 3.1 節 Nginx：人工維護 upstream；Service：自動跟蹤 Endpoints。
  • 3.3 節 LVS：硬體/獨立部署的四層負載；kube-proxy IPVS：每台 Node 上的分散式 LVS。
  • 5.3 節 Zookeeper 服務發現：需業務埋 SDK；K8s DNS（order.default.svc）開箱即用。

本章小結#

  • Service 用標籤解耦「穩定入口」與「漂移 Pod」。
  • ClusterIP 管內部，NodePort 管調試，LoadBalancer 管對外。
  • kube-proxy 靠 iptables / IPVS 實現虛擬 IP，IPVS 適合大規模。
  • DNS 名 服務名.命名空間.svc 是微服務互調的標準姿勢。
  • 對外入口的成本優化，交給下一節 Ingress。

想一想#

  1. Pod 重建後 IP 變了，為什麼調用方不受影響？Endpoints 在其中起什麼作用？
  2. iptables 與 IPVS 各有什麼優劣？什麼規模下必須切 IPVS？
  3. 每個對外服務都建一個 LoadBalancer 有什麼成本問題？Ingress 如何解決？