Kubernetes中的服务发现与负载均衡

Kubernetes在设计之初就充分考虑了针对容器的服务发现与负载均衡机制,提供了Service资源,并通过kube-proxy配合cloud provider来适应不同的应用场景。随着kubernetes用户的激增,用户场景的不断丰富,又产生了一些新的负载均衡机制。目前,kubernetes中的负载均衡大致可以分为以下几种机制,每种机制都有其特定的应用场景:

Service

Service是对一组提供相同功能的Pods的抽象,并为它们提供一个统一的入口。借助Service,应用可以方便的实现服务发现与负载均衡,并实现应用的零宕机升级。Service通过标签来选取服务后端,一般配合Replication Controller或者Deployment来保证后端容器的正常运行。

Service有三种类型:

另外,也可以讲已有的服务以Service的形式加入到Kubernetes集群中来,只需要在创建Service的时候不指定Label selector,而是在Service创建好后手动为其添加endpoint。

Ingress Controller

Service虽然解决了服务发现和负载均衡的问题,但它在使用上还是有一些限制,比如

- 只支持4层负载均衡,没有7层功能 - 对外访问的时候,NodePort类型需要在外部搭建额外的负载均衡,而LoadBalancer要求kubernetes必须跑在支持的cloud provider上面

Ingress就是为了解决这些限制而引入的新资源,主要用来将服务暴露到cluster外面,并且可以自定义服务的访问策略。比如想要通过负载均衡器实现不同子域名到不同服务的访问:

foo.bar.com --|                 |-> foo.bar.com s1:80
              | 178.91.123.132  |
bar.foo.com --|                 |-> bar.foo.com s2:80

可以这样来定义Ingress:

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: test
spec:
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s1
          servicePort: 80
  - host: bar.foo.com
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: s2
          servicePort: 80

注意Ingress本身并不会自动创建负载均衡器,cluster中需要运行一个ingress controller来根据Ingress的定义来管理负载均衡器。目前社区提供了nginx和gce的参考实现。

Service Load Balancer

在Ingress出现以前,Service Load Balancer是推荐的解决Service局限性的方式。Service Load Balancer将haproxy跑在容器中,并监控service和endpoint的变化,通过容器IP对外提供4层和7层负载均衡服务。

社区提供的Service Load Balancer支持四种负载均衡协议:TCP、HTTP、HTTPS和SSL TERMINATION,并支持ACL访问控制。

Custom Load Balancer

虽然Kubernetes提供了丰富的负载均衡机制,但在实际使用的时候,还是会碰到一些复杂的场景是它不能支持的,比如

这个时候就可以自定义组件,并代替kube-proxy来做负载均衡。基本的思路是监控kubernetes中service和endpoints的变化,并根据这些变化来配置负载均衡器。比如weave flux、nginx plus、kube2haproxy等

参考资料

Comments

comments powered by Disqus