Kubernetes Service 的作用是什么？有哪些类型？它们之间有什么区别？

Kubernetes Service 是定义一组 Pod 的访问策略的抽象，它为 Pod 提供稳定的网络端点，即使 Pod 的 IP 地址发生变化，Service 也能保证服务的可访问性。

Service 的作用

1. 服务发现：Service 为一组 Pod 提供统一的访问入口，客户端不需要知道具体的 Pod IP 地址。

2. 负载均衡：Service 自动将流量分发到后端的多个 Pod，实现负载均衡。

3. 稳定的网络标识：Service 拥有固定的 IP 地址和 DNS 名称，即使 Pod 重新创建，Service 的地址也不会改变。

Service 的类型

Kubernetes 支持四种 Service 类型：

1. ClusterIP（默认）：

   • 在集群内部暴露服务
   • 只能从集群内部访问
   • 适合内部服务之间的通信

2. NodePort：

   • 在每个 Node 上开放一个端口
   • 可以通过 NodeIP:Port 从外部访问
   • 端口范围：30000-32767

3. LoadBalancer：

   • 在云提供商处创建外部负载均衡器
   • 自动将流量分发到 NodePort
   • 需要云提供商支持

4. ExternalName：

   • 将服务映射到外部 DNS 名称
   • 不创建代理或负载均衡器
   • 适用于访问外部服务

Service 的工作原理

Service 通过 kube-proxy 实现：

1. iptables 模式（默认）：

   • kube-proxy 监听 API Server 的 Service 和 Endpoint 变化
   • 使用 iptables 规则将流量转发到后端 Pod
   • 性能较好，但更新规则时会有延迟

2. IPVS 模式：

   • 使用 Linux IPVS（IP Virtual Server）实现负载均衡
   • 支持多种负载均衡算法（轮询、最少连接等）
   • 性能更高，适合大规模集群

Service 的选择器

Service 通过 selector 选择要代理的 Pod：

yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

Endpoint

Service 的后端由 Endpoint 对象维护，Endpoint 包含所有匹配 selector 的 Pod 的 IP 地址和端口。

无选择器的 Service

Service 可以不指定 selector，此时需要手动创建 Endpoint 对象，用于：

• 访问集群外部的服务
• 访问其他命名空间的服务
• 访问外部数据库等

最佳实践

1. 使用 ClusterIP 作为默认类型：除非需要外部访问，否则使用 ClusterIP 以提高安全性。

2. 合理设置 sessionAffinity：对于有状态的应用，可以设置 sessionAffinity 为 ClientIP，实现会话保持。

3. 使用 Headless Service：对于需要直接访问 Pod 的场景（如 StatefulSet），可以使用 Headless Service（ClusterIP: None）。

4. 监控 Service 的健康状态：定期检查 Endpoint 的状态，确保后端 Pod 正常。

5. 使用 Ingress 替代 LoadBalancer：对于 HTTP/HTTPS 服务，使用 Ingress 可以更灵活地管理路由和 SSL。