Kubernetes 的外部访问方式

前言

我们知道在 K8s 集群内部，由于 pod 的不可靠性引入了 service 的概念，将提供相同服务若干副本的 pod 通过标签创建一个 service ，集群内部通过访问该 service 通过 Endpoint 负载均衡到 pod 来实现服务请求。

那么 K8s 如何提供外部访问方式呢？

NodePort

每个集群节点都会在节点上打开一个端口，并将在端口上接受到的流量重定向到基础服务，可以通过所有节点的专用端口访问。

如图，可以通过所有 Node 的该 Port 访问

使用

创建一个服务并将其类型设置为 NodePort，通过创建 NodePort 服务，可以让 K8s 在所有节点上保留一个端口，将传入的连接转发给服务部分的 pod。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-nodeport
spec:
  type: NodePort			# 类型 NodePort
  ports:
  - port: 80					# Pod 端口
    targetPort: 8080		# ClusterIP Port
    nodePort: 30080		# 外部访问 NodePort，不写会随机
  selector:
    app: nginx2

LoadBalancer

LoadBalancer 本质上来说是 NodePort 的扩展，通常需要在支持自动提供负载均衡器的云基础架构上运行。

使用

创建服务后，通过 external-ip 来提供访问服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-lb
spec:
  type: LoadBalancer			# 类型 LoadBalancer
  ports:
  - port: 80					# Pod 端口
    targetPort: 80			# ClusterIP Port
  selector:
    app: nginx2

Ingress

引入 Ingress 的一个重要原因是每个 LoadBalancer 服务都需要自己的负载均衡器，以及独立的公有 IP 地址，而 Ingress 只需要一个公网 IP 就可以为许多服务提供访问。当客户端向 Ingress 发送 HTTP 请求时，Ingress 会根据请求的主机名和路径决定请求转发到的服务；

要想 Ingress 资源正常工作，必须要有 Ingress 控制器在集群中运行，可以选择不同的 Ingress 控制器，如：Nginx/Envoy/Treafik/Kong，或一些公有云提供的服务。

使用

功能迭代较快，下面提供 k8s 版本 v1.17.2，使用 nginx 作为 ingress-controller

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test-ingress-1
  annotations: 
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /   # (1)
spec:
  rules:
  - host: test.example.com		# (2)
    http:
      paths:
      - path: /foo		# (3)
        backend:
          serviceName: nginx-service		# (4)
          servicePort: 80
      - path: /bar
        backend:
          serviceName: nginx-service2
          servicePort: 80

(1) nginx 作为 controller 时需要的注解，路径匹配说明详情见https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/services-networking/ingress/
(2) 访问的主机名
(3) 路径
(4) 对应的服务
创建 Ingress 资源，当访问 test.example.com/foo 时，转到 nginx-service 服务，且端口为 80；当访问 test.example.com/bar 时，转到 nginx-service2 服务，且端口为 80.

*k8s v18 后，需要多加入 pathType 选项，如 Prefix，Exact。

Port Forward

除了上述几种提供外部访问 pod 的方式，额外描述一种在调试时快速访问 pod 的方法：

通过 kubectl port-forward 命令，它可以在本机上开启一个转发端口，间接转发到 K8s 内部的某个 Pod 的端口上。这种方式是TCP转发，不限于HTTP。

kubectl port-forward test2-nginx 8888:80 --address 0.0.0.0 (绑定到0.0.0.0)