使用服務公開你的應用程式

目標

  • 瞭解 Kubernetes 中的 Service。
  • 瞭解標籤和選擇器如何與 Service 相關。
  • 將應用程式暴露到 Kubernetes 叢集之外。

Kubernetes Service 概述

Kubernetes Pod 是有生命週期的。Pod 具有 生命週期。當一個工作節點死亡時，在該節點上執行的 Pod 也會丟失。然後，Replicaset 可能會透過建立新的 Pod 將叢集動態地恢復到所需的狀態，以保持應用程式的執行。再舉一個例子，考慮一個有 3 個副本的影像處理後端。這些副本是可互換的；前端系統不應該關心後端副本，甚至不應該關心 Pod 是否丟失並重新建立。也就是說，Kubernetes 叢集中的每個 Pod 都有一個唯一的 IP 地址，即使是同一節點上的 Pod 也是如此，因此需要有一種方法來自動協調 Pod 之間的更改，以使您的應用程式能夠繼續執行。

Kubernetes 中的 Service 是一個抽象，它定義了一組邏輯 Pod 和訪問它們的方式。Service 實現了依賴 Pod 之間的鬆散耦合。Service 與所有 Kubernetes 物件清單一樣，使用 YAML 或 JSON 定義。Service 所指向的 Pod 集合通常由_標籤選擇器_決定（有關為何需要在不包含 selector 的情況下建立 Service，請參閱下文）。

儘管每個 Pod 都有唯一的 IP 地址，但如果沒有 Service，這些 IP 地址就不會暴露在叢集外部。Service 允許您的應用程式接收流量。透過在 Service 的 spec 中指定 type，Service 可以以不同的方式暴露。

  • ClusterIP（預設） - 在叢集中的內部 IP 上暴露 Service。此型別使 Service 只能在叢集內部訪問。

  • NodePort - 使用 NAT 在叢集中每個選定節點的同一埠上暴露 Service。使用 NodeIP:NodePort 使 Service 可以從叢集外部訪問。它是 ClusterIP 的超集。

  • LoadBalancer - 在當前雲中（如果支援）建立外部負載均衡器，併為 Service 分配一個固定的外部 IP。它是 NodePort 的超集。

  • ExternalName - 透過返回包含其值的 CNAME 記錄，將 Service 對映到 externalName 欄位的內容（例如 foo.bar.example.com）。不設定任何型別的代理。此型別需要 kube-dns v1.7 或更高版本，或者 CoreDNS 0.0.8 或更高版本。

有關不同型別的 Service 的更多資訊，請參閱使用源 IP 教程。另請參閱使用 Service 連線應用程式。

此外，請注意，Service 有些用例不涉及在 spec 中定義 selector。在沒有 selector 的情況下建立的 Service 也不會建立相應的 Endpoints 物件。這允許使用者手動將 Service 對映到特定的端點。可能沒有選擇器的另一個原因是你嚴格使用 type: ExternalName。

Service 和標籤

Service 將流量路由到一組 Pod。Service 是一種抽象，允許 Pod 在 Kubernetes 中消亡和複製而不影響您的應用程式。依賴 Pod 之間（例如應用程式中的前端和後端元件）的發現和路由由 Kubernetes Service 處理。

Service 使用標籤和選擇器匹配一組 Pod，這是一種分組原語，允許對 Kubernetes 中的物件進行邏輯操作。標籤是附加到物件的鍵/值對，可以以多種方式使用。

  • 指定用於開發、測試和生產的物件
  • 嵌入版本標籤
  • 使用標籤對物件進行分類

標籤可以在建立時或之後附加到物件。它們可以隨時修改。現在讓我們使用 Service 暴露我們的應用程式並應用一些標籤。

步驟 1：建立新的 Service

讓我們驗證一下我們的應用程式是否正在執行。我們將使用 kubectl get 命令並查詢現有的 Pod。

kubectl get pods

如果沒有 Pod 正在執行，則意味著之前教程中的物件已被清理。在這種情況下，請返回並從使用 kubectl 建立 Deployment 教程中重新建立 Deployment。請稍等幾秒鐘，然後再次列出 Pod。看到一個 Pod 執行後，即可繼續。

接下來，讓我們列出叢集中當前的 Service。

kubectl get services

為了將 Deployment 暴露給外部流量，我們將使用帶有 --type=NodePort 選項的 kubectl expose 命令。

kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp --type="NodePort" --port 8080

我們現在有一個名為 kubernetes-bootcamp 的執行中的 Service。在這裡我們看到 Service 收到了一個唯一的叢集 IP、一個內部埠和一個外部 IP（節點的 IP）。

要找出外部開啟的埠（對於 type: NodePort Service），我們將執行 describe service 子命令。

kubectl describe services/kubernetes-bootcamp

建立一個名為 NODE_PORT 的環境變數，其值為分配的節點埠。

export NODE_PORT="$(kubectl get services/kubernetes-bootcamp -o go-template='{{(index .spec.ports 0).nodePort}}')"
echo "NODE_PORT=$NODE_PORT"

現在我們可以使用 curl、節點的 IP 地址和外部暴露的埠來測試應用程式是否暴露在叢集外部。

curl http://"$(minikube ip):$NODE_PORT"

我們收到了來自伺服器的響應。Service 已暴露。

步驟 2：使用標籤

Deployment 自動為我們的 Pod 建立了一個標籤。透過 describe deployment 子命令，您可以看到該標籤的名稱（鍵）。

kubectl describe deployment

讓我們使用此標籤查詢我們的 Pod 列表。我們將使用 kubectl get pods 命令，其中 -l 作為引數，後跟標籤值。

kubectl get pods -l app=kubernetes-bootcamp

您可以使用相同的方法列出現有 Service。

kubectl get services -l app=kubernetes-bootcamp

獲取 Pod 的名稱並將其儲存在 POD_NAME 環境變數中。

export POD_NAME="$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')"
echo "Name of the Pod: $POD_NAME"

要應用新標籤，我們使用 label 子命令，後跟物件型別、物件名稱和新標籤。

kubectl label pods "$POD_NAME" version=v1

這將為我們的 Pod 應用一個新標籤（我們將應用程式版本固定到 Pod），我們可以使用 describe pod 命令進行檢查。

kubectl describe pods "$POD_NAME"

我們在這裡看到標籤現在已附加到我們的 Pod。現在我們可以使用新標籤查詢 Pod 列表。

kubectl get pods -l version=v1

我們看到了 Pod。

步驟 3：刪除 Service

要刪除 Service，您可以使用 delete service 子命令。標籤也可以在這裡使用。

kubectl delete service -l app=kubernetes-bootcamp

確認 Service 已消失。

kubectl get services

這確認了我們的 Service 已被刪除。要確認路由不再暴露，您可以 curl 之前暴露的 IP 和埠。

curl http://"$(minikube ip):$NODE_PORT"

這證明應用程式無法再從叢集外部訪問。您可以從 Pod 內部使用 curl 確認應用程式仍在執行。

kubectl exec -ti $POD_NAME -- curl https://:8080

我們在這裡看到應用程式正在執行。這是因為 Deployment 正在管理應用程式。要關閉應用程式，您還需要刪除 Deployment。

下一步

上次修改於 2025 年 5 月 8 日上午 9:59 PST：更新 expose-intro.md 中的 expose 命令 (#50570) (894a84131b)