kubernetes集群编排——service微服务

news2024/11/25 14:48:12

service微服务

创建测试示例

vim myapp.yml
apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  replicas: 6

  selector:

    matchLabels:

      app: myapp

  template:

    metadata:

      labels:

        app: myapp

    spec:

      containers:

      - image: myapp:v1

        name: myapp



---



apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp

  type: ClusterIP
kubectl apply -f myapp.yml

kubectl get svc

默认使用iptables调度

ipvs模式

修改proxy配置

kubectl -n kube-system edit  cm kube-proxy
...

mode: "ipvs"

重启pod

kubectl -n kube-system get pod|grep kube-proxy | awk '{system("kubectl -n kube-system delete pod "$1"")}'

切换ipvs模式后，kube-proxy会在宿主机上添加一个虚拟网卡：kube-ipvs0，并分配service IP

ip a

ipvsadm -ln

clusterip

clusterip模式只能在集群内访问

vim myapp.yml
---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp

  type: ClusterIP

service创建后集群DNS提供解析

kubectl get svc

dig -t A myapp.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10

headless

vim myapp.yml
---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp

  type: ClusterIP

  clusterIP: None
kubectl delete svc myapp

kubectl apply -f myapp.yml

headless模式不分配vip

kubectl get svc

headless通过svc名称访问，由集群内dns提供解析

dig -t A myapp.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10

集群内直接使用service名称访问

kubectl run demo --image busyboxplus -it --rm

nslookup myapp

cat /etc/resolv.conf

curl myapp

curl myapp/hostname.html

nodeport

vim myapp.yml
---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp

  type: NodePort
kubectl apply -f myapp.yml

kubectl get svc

nodeport在集群节点上绑定端口，一个端口对应一个服务

curl 192.168.92.12:32195

loadbalancer

vim myapp.yml
---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp

  type: LoadBalancer
kubectl apply -f myapp.yml

默认无法分配外部访问IP

kubectl get svc

LoadBalancer模式适用云平台，裸金属环境需要安装metallb提供支持

metallb

官网：https://metallb.universe.tf/installation/

kubectl edit configmap -n kube-system kube-proxy
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1

kind: KubeProxyConfiguration

mode: "ipvs"

ipvs:

  strictARP: true
kubectl -n kube-system get pod|grep kube-proxy | awk '{system("kubectl -n kube-system delete pod "$1"")}'

下载部署文件

wget https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.13.12/config/manifests/metallb-native.yaml

修改文件中镜像地址,与harbor仓库路径保持一致

vim metallb-native.yaml
...

image: metallb/speaker:v0.13.12

image: metallb/controller:v0.13.12

上传镜像到harbor

docker pull quay.io/metallb/controller:v0.13.12
docker pull quay.io/metallb/speaker:v0.13.12

docker tag quay.io/metallb/controller:v0.13.12 reg.westos.org/metallb/controller:v0.13.12
docker tag quay.io/metallb/speaker:v0.13.12 reg.westos.org/metallb/speaker:v0.13.12

docker push reg.westos.org/metallb/controller:v0.13.12
docker push reg.westos.org/metallb/speaker:v0.13.12

部署服务

kubectl apply -f metallb-native.yaml

kubectl -n metallb-system get pod

配置分配地址段

vim config.yaml
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: IPAddressPool
metadata:
  name: first-pool
  namespace: metallb-system
spec:
  addresses:
  - 192.168.92.100-192.168.92.200

---
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:
  name: example
  namespace: metallb-system
spec:
  ipAddressPools:
  - first-pool

​
kubectl apply -f config.yaml

kubectl get svc

通过分配地址从集群外访问服务

curl 192.168.92.100

curl 192.168.92.100/hostname.html

curl 192.168.92.100/hostname.html

curl 192.168.92.100/hostname.html

nodeport默认端口

vim myapp.yml
apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp

  name: myapp

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

    nodePort: 33333

  selector:

    app: myapp

  type: NodePort
kubectl apply -f myapp.yml

nodeport默认端口是30000-32767，超出会报错

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml

添加如下参数，端口范围可以自定义

- --service-node-port-range=30000-50000

修改后api-server会自动重启，等apiserver正常启动后才能操作集群

externalname

vim externalname.yaml
apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-service

spec:

  type:  ExternalName

  externalName: www.westos.org
​kubectl apply -f externalname.yaml

dig -t A my-service.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10

ingress-nginx

部署

官网：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/deploy/#bare-metal-clusters

下载部署文件

 wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.2/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml

上传镜像到harbor

docker pull dyrnq/ingress-nginx-controller:v1.8.2

docker pull dyrnq/kube-webhook-certgen:v20230407

docker tag dyrnq/ingress-nginx-controller:v1.8.2 reg.westos.org/ingress-nginx/controller:v1.8.2

docker tag dyrnq/kube-webhook-certgen:v20230407 reg.westos.org/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v20230407

docker push reg.westos.org/ingress-nginx/controller:v1.8.2

docker push reg.westos.org/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v20230407

修改3个镜像路径

vim deploy.yaml
...
image: ingress-nginx/controller:v1.8.2
...
image: ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v20230407
...
image: ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v20230407

kubectl apply -f deploy.yaml

kubectl -n ingress-nginx get pod

kubectl -n ingress-nginx get svc

修改为LoadBalancer方式

kubectl -n ingress-nginx edit  svc ingress-nginx-controller
type: LoadBalancer

kubectl -n ingress-nginx get svc

创建ingress策略

vim ingress.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: minimal-ingress

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress.yml
kubectl get pod

kubectl get svc

kubectl get ingress

ingress必须和输出的service资源处于同一namespace

测试

curl 192.168.92.100

回收资源

kubectl delete  -f myapp.yml

kubectl delete  -f ingress.yml

基于路径访问

文档： https://v1-25.docs.kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/ingress/

创建svc

vim myapp-v1.yml
apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  labels:

    app: myapp-v1

  name: myapp-v1

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: myapp-v1

  template:

    metadata:

      labels:

        app: myapp-v1

    spec:

      containers:

      - image: myapp:v1

        name: myapp-v1

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp-v1

  name: myapp-v1

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp-v1

  type: ClusterIP
kubectl apply -f myapp-v1.yml
vim myapp-v2.yml
apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  labels:

    app: myapp-v2

  name: myapp-v2

spec:

  replicas: 3

  selector:

    matchLabels:

      app: myapp-v2

  template:

    metadata:

      labels:

        app: myapp-v2

    spec:

      containers:

      - image: myapp:v2

        name: myapp-v2

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  labels:

    app: myapp-v2

  name: myapp-v2

spec:

  ports:

  - port: 80

    protocol: TCP

    targetPort: 80

  selector:

    app: myapp-v2

  type: ClusterIP
kubectl apply -f myapp-v2.yml
kubectl get svc

创建ingress

vim ingress1.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: minimal-ingress

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /v1

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80



      - path: /v2

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v2

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress1.yml

kubectl describe ingress minimal-ingress

测试

vim /etc/hosts
...
192.168.92.100 myapp.westos.org myapp1.westos.org myapp2.westos.org

curl  myapp.westos.org/v1

curl  myapp.westos.org/v2

回收

kubectl delete -f ingress1.yml

基于域名访问

vim ingress2.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: minimal-ingress

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp1.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80



  - host: myapp2.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v2

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress2.yml

kubectl describe ingress minimal-ingress

测试

curl  myapp1.westos.org

curl  myapp2.westos.org

回收

kubectl delete -f ingress2.yml

TLS加密

创建证书

openssl req -x509 -sha256 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout tls.key -out tls.crt -subj "/CN=nginxsvc/O=nginxsvc"

kubectl create secret tls tls-secret --key tls.key --cert tls.crt

vim ingress3.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress-tls

spec:

  tls:

    - hosts:

      - myapp.westos.org

      secretName: tls-secret

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress3.yml

kubectl describe ingress ingress-tls

测试

curl -k https://myapp.westos.org

auth认证

创建认证文件

yum install -y httpd-tools

htpasswd -c auth hjl


cat auth


kubectl create secret generic basic-auth --from-file=auth

vim ingress3.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress-tls

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: 'Authentication Required - hjl'

spec:

  tls:

    - hosts:

      - myapp.westos.org

      secretName: tls-secret

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress3.yml

kubectl describe ingress ingress-tls

测试

curl -k https://myapp.westos.org -u hjl:westos

rewrite重定向

示例1：

vim ingress3.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress-tls

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: 'Authentication Required - hjl'

    nginx.ingress.kubernetes.io/app-root: /hostname.html

spec:

  tls:

    - hosts:

      - myapp.westos.org

      secretName: tls-secret

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress3.yml

kubectl describe ingress ingress-tls

测试

curl -k https://myapp.westos.org -u hjl:westos -I

示例二：

vim ingress3.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: ingress-tls

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-type: basic

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-secret: basic-auth

    nginx.ingress.kubernetes.io/auth-realm: 'Authentication Required - hjl'

    #nginx.ingress.kubernetes.io/app-root: /hostname.html

    nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true"

    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2

spec:

  tls:

    - hosts:

      - myapp.westos.org

      secretName: tls-secret

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80

      - path: /westos(/|$)(.*)

        pathType: ImplementationSpecific

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress3.yml

kubectl describe ingress ingress-tls

测试

curl -k https://myapp.westos.org -u hjl:westos

curl -k https://myapp.westos.org/westos/hostname.html -u hjl:westos

回收

kubectl delete -f ingress3.yml

canary金丝雀发布

基于header灰度

vim ingress4.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  name: myapp-v1-ingress

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - pathType: Prefix

        path: /

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress4.yml

kubectl get ingress

vim ingress5.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"

    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: stage

    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header-value: gray

  name: myapp-v2-ingress

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - pathType: Prefix

        path: /

        backend:

          service:

            name: myapp-v2

            port:

              number: 80
[root@k8s2 ingress]# kubectl apply -f ingress5.yml

kubectl describe ingress myapp-v2-ingress

测试

curl  myapp.westos.org


curl -H "stage: gray" myapp.westos.org

基于权重灰度

vim ingress5.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/canary: "true"

    #nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header: stage

    #nginx.ingress.kubernetes.io/canary-by-header-value: gray

    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight: "50"

    nginx.ingress.kubernetes.io/canary-weight-total: "100"



  name: myapp-v2-ingress

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - pathType: Prefix

        path: /

        backend:

          service:

            name: myapp-v2

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress5.yml

kubectl describe ingress myapp-v2-ingress

测试

vim ingress.sh
#!/bin/bash

v1=0
v2=0
for (( i=0; i<100; i++))
do
    response=`curl -s myapp.westos.org |grep -c v1`
    v1=`expr $v1 + $response`
    v2=`expr $v2 + 1 - $response`
done
echo "v1:$v1, v2:$v2"
sh ingress.sh

回收

kubectl delete -f ingress5.yml

业务域拆分

vim ingress6.yml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: Ingress

metadata:

  annotations:

    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$1

  name: rewrite-ingress

spec:

  ingressClassName: nginx

  rules:

  - host: myapp.westos.org

    http:

      paths:

      - path: /user/(.*)

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v1

            port:

              number: 80

      - path: /order/(.*)

        pathType: Prefix

        backend:

          service:

            name: myapp-v2

            port:

              number: 80
kubectl apply -f ingress6.yml

kubectl describe ingress rewrite-ingress

测试

curl  myapp.westos.org

curl  myapp.westos.org/user/hostname.html

curl  myapp.westos.org/order/hostname.html

回收

kubectl delete -f ingress6.yml

flannel网络插件

使用host-gw模式

kubectl -n kube-flannel edit  cm kube-flannel-cfg

重启pod生效

kubectl -n kube-flannel delete  pod --all

calico网络插件

部署

删除flannel插件

kubectl delete  -f kube-flannel.yml

删除所有节点上flannel配置文件,避免冲突

[root@k8s2 ~]# rm -f /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist

[root@k8s3 ~]# rm -f /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist

[root@k8s4 ~]# rm -f /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist

下载部署文件

wget  https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.25.0/manifests/calico.yaml

修改镜像路径

vim calico.yaml

下载镜像

docker push reg.westos.org/calico/kube-controllers:v3.25.0

docker push reg.westos.org/calico/cni:v3.25.0

docker push reg.westos.org/calico/node:v3.25.0

上传镜像到harbor

部署calico

kubectl apply -f calico.yaml

kubectl -n kube-system get pod -o wide

重启所有集群节点，让pod重新分配IP

等待集群重启正常后测试网络

curl  myapp.westos.org

网络策略

限制pod流量

vim networkpolicy.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: NetworkPolicy

metadata:

  name: test-network-policy

  namespace: default

spec:

  podSelector:

    matchLabels:

      app: myapp-v1

  policyTypes:

    - Ingress

  ingress:

    - from:

        - podSelector:

            matchLabels:

              role: test

      ports:

        - protocol: TCP

          port: 80
kubectl apply -f networkpolicy.yaml

kubectl describe networkpolicies

控制的对象是具有app=myapp-v1标签的pod

kubectl get pod --show-labels

此时访问svc是不通的

kubectl get svc

kubectl run demo --image busyboxplus -it --rm

/ # curl 10.111.43.137

给测试pod添加指定标签后，可以访问

kubectl  get pod --show-labels

kubectl label pod demo role=test

kubectl  get pod --show-labels

/ # curl 10.111.43.137

限制namespace流量

vim networkpolicy.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: NetworkPolicy

metadata:

  name: test-network-policy

  namespace: default

spec:

  podSelector:

    matchLabels:

      app: myapp

  policyTypes:

    - Ingress

  ingress:

    - from:

        - namespaceSelector:

            matchLabels:

              project: test

        - podSelector:

            matchLabels:

              role: test

      ports:

        - protocol: TCP

          port: 80
kubectl apply -f networkpolicy.yaml

kubectl describe networkpolicies

kubectl create namespace test

给namespace添加指定标签

kubectl label ns test project=test

kubectl get ns test --show-labels

kubectl -n test run demo --image busyboxplus -it --rm


/ # curl 10.111.43.137  

同时限制namespace和pod

vim networkpolicy.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: NetworkPolicy

metadata:

  name: test-network-policy

  namespace: default

spec:

  podSelector:

    matchLabels:

      app: myapp

  policyTypes:

    - Ingress

  ingress:

    - from:

        - namespaceSelector:

            matchLabels:

              project: test

          podSelector:

            matchLabels:

              role: test

      ports:

        - protocol: TCP

          port: 80
kubectl apply -f networkpolicy.yaml

kubectl describe networkpolicies

给test命令空间中的pod添加指定标签后才能访问

[root@k8s2 calico]# kubectl -n test label pod demo role=test

[root@k8s2 calico]# kubectl -n test get pod --show-labels

限制集群外部流量

vim networkpolicy.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1

kind: NetworkPolicy

metadata:

  name: test-network-policy

  namespace: default

spec:

  podSelector:

    matchLabels:

      app: myapp

  policyTypes:

    - Ingress

  ingress:

    - from:

        - ipBlock:

            cidr: 192.168.56.0/24

        - namespaceSelector:

            matchLabels:

              project: myproject

          podSelector:

            matchLabels:

              role: frontend

      ports:

        - protocol: TCP

          port: 80
kubectl apply -f networkpolicy.yaml

kubectl describe networkpolicies

kubectl get svc

curl 192.168.92.101

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