内容简介：在Kubernetes中服务发现主要通过每个主机上的kube-proxy组件实现，其作用是通过控制iptables将对Service ClusterIP的请求，转发到后端Endpoints中，剩下就交给容器网络。以default命名空间下的nginx svc为例：
在 《Flannel网络以及在阿里云下的实现解析》 中说过在Kubernetes中网络中，主要包含两种IP，分别是Pod IP和Cluster IP。 Pod IP是实际存在于网卡之上（如VETH的虚拟网卡），而Cluster IP则是一个虚拟的IP地址，该虚拟机IP由kube-proxy进行维护，kube-proxy目前提供了两种实现方式，包括默认的ip tables实现以及在K8S 1.8之后开始支持的ipvs实现。文章中以阿里云Kubernetes集群为例，从Pod IP的角度介绍了Pod和Pod之间是如何通讯的。这篇文章，笔者将解释基于ClusterIP的服务发现是个什么鬼。
基于ClusterIP的服务发现
Kubernetes中服务发现主要通过每个主机上的kube-proxy组件实现，其作用是通过控制iptables将对Service ClusterIP的请求，转发到后端Endpoints中，剩下就交给容器网络。
以default命名空间下的nginx svc为例：
$ kubectl get svc --selector app=nginx NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE nginx ClusterIP 172.19.0.166 <none> 80/TCP 1m
查看Service详情:
$ kubectl describe svc nginx Name: nginx Namespace: default Labels: app=nginx Annotations: <none> Selector: app=nginx Type: ClusterIP IP: 172.19.0.166 Port: <unset> 80/TCP TargetPort: 80/TCP Endpoints: 172.16.2.125:80,172.16.2.229:80 Session Affinity: None Events: <none>
上述信息中可以看出该svc的ClusterIP为172.19.0.166，后端代理了2个Pod实例:172.16.2.125:80,172.16.2.229:80
在任意Node节点中找到flannel实例，查看iptables信息：
$ k -n kube-system exec -it kube-flannel-ds-hjlb4 -c kube-flannel -- iptables -S -t nat # 省略输出 -A KUBE-SERVICES -d 39.96.133.156/32 -p tcp -m comment --comment "default/wrinkled-crocodile-selenium-hub:hub loadbalancer IP" -m tcp --dport 4444 -j KUBE-FW-SI6MMWWVN6LUBWIY -A KUBE-SERVICES ! -s 172.16.0.0/16 -d 172.19.15.240/32 -p tcp -m comment --comment "default/nginx: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-MARK-MASQ -A KUBE-SERVICES -d 172.19.15.240/32 -p tcp -m comment --comment "default/nginx: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-SVC-4N57TFCL4MD7ZTDA # 省略出书
根据路由转发规则，从Pod访问ClusterIP 172.19.0.166的80端口的请求，匹配到转发规则：
-A KUBE-SERVICES ! -s 172.16.0.0/16 -d 172.19.0.166/32 -p tcp -m comment --comment "default/nginx: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-MARK-MASQ -A KUBE-SERVICES -d 172.19.0.166/32 -p tcp -m comment --comment "default/nginx: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-SVC-4N57TFCL4MD7ZTDA
直接跳转到KUBE-SVC-4N57TFCL4MD7ZTDA:
-A KUBE-SVC-4N57TFCL4MD7ZTDA -m comment --comment "default/nginx:" -m statistic --mode random --probability 0.50000000000 -j KUBE-SEP-ZWDBLNQ3XRBMUP33 -A KUBE-SVC-4N57TFCL4MD7ZTDA -m comment --comment "default/nginx:" -j KUBE-SEP-H2XFNPZ6MLIHFOVM
通过iptables的–probability的特性，使连接有50%的概率进入到KUBE-SEP-ZWDBLNQ3XRBMUP33，KUBE-SEP-H2XFNPZ6MLIHFOVM的作用是把请求转发到172.16.2.125:80：
-A KUBE-SEP-ZWDBLNQ3XRBMUP33 -s 172.16.2.125/32 -m comment --comment "default/nginx:" -j KUBE-MARK-MASQ -A KUBE-SEP-ZWDBLNQ3XRBMUP33 -p tcp -m comment --comment "default/nginx:" -m tcp -j DNAT --to-destination 172.16.2.125:80
另外50%的请求，则可能进入到KUBE-SEP-QKRDMLY5MWSFYSJG，同理，该规则的作用是把请求转发到172.16.2.229:80:
-A KUBE-SEP-H2XFNPZ6MLIHFOVM -s 172.16.2.229/32 -m comment --comment "default/nginx:" -j KUBE-MARK-MASQ -A KUBE-SEP-H2XFNPZ6MLIHFOVM -p tcp -m comment --comment "default/nginx:" -m tcp -j DNAT --to-destination 172.16.2.229:80
Kubernetes通过iptables规则，将对ClusterIP的访问，负载到后端的PodID，剩下的事情，就是在文章 《Flannel网络以及在阿里云下的实现解析》 介绍的部分了
以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持 码农网
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人类2.0
皮埃罗∙斯加鲁菲（Piero Scaruffi) / 闫景立、牛金霞 / 中信出版集团股份有限公司 / 2017-2-1 / CNY 68.00
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