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concepts/service.md
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@ -1,21 +1,15 @@
# Service # Service
Kubernetes [`Pod`](https://kubernetes.io/docs/user-guide/pods) 是有生命周期的，它们可以被创建，也可以被销毁，然而一旦被销毁生命就永远结束。 Kubernetes [`Pod`](https://kubernetes.io/docs/user-guide/pods) 是有生命周期的，它们可以被创建，也可以被销毁，然而一旦被销毁生命就永远结束。
通过 [`ReplicationController`](https://kubernetes.io/docs/user-guide/replication-controller) 能够动态地创建和销毁 `Pod`。 通过 [`ReplicationController`](https://kubernetes.io/docs/user-guide/replication-controller) 能够动态地创建和销毁 `Pod`。 每个 `Pod` 都会获取它自己的 IP 地址，即使这些 IP 地址不总是稳定可依赖的。这会导致一个问题：在 Kubernetes 集群中，如果一组 `Pod`（称为 backend）为其它 `Pod` （称为 frontend）提供服务，那么那些 frontend 该如何发现，并连接到这组 `Pod` 中的哪些 backend 呢？
每个 `Pod` 都会获取它自己的 IP 地址，即使这些 IP 地址不总是稳定可依赖的。
这会导致一个问题：在 Kubernetes 集群中，如果一组 `Pod`（称为 backend）为其它 `Pod` （称为 frontend）提供服务，那么那些 frontend 该如何发现，并连接到这组 `Pod` 中的哪些 backend 呢？
关于 `Service` ## 关于 `Service`
Kubernetes `Service` 定义了这样一种抽象：一个 `Pod` 的逻辑分组，一种可以访问它们的策略 —— 通常称为微服务。 Kubernetes `Service` 定义了这样一种抽象：一个 `Pod` 的逻辑分组，一种可以访问它们的策略 —— 通常称为微服务。这一组 `Pod` 能够被 `Service` 访问到，通常是通过 [`Label Selector`](https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/#label-selectors)（查看下面了解，为什么可能需要没有 selector 的 `Service`）实现的。
这一组 `Pod` 能够被 `Service` 访问到，通常是通过 [`Label Selector`](https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/#label-selectors)（查看下面了解，为什么可能需要没有 selector 的 `Service`）实现的。
举个例子，考虑一个图片处理 backend，它运行了3个副本。这些副本是可互换的 —— frontend 不需要关心它们调用了哪个 backend 副本。 举个例子，考虑一个图片处理 backend，它运行了3个副本。这些副本是可互换的 —— frontend 不需要关心它们调用了哪个 backend 副本。然而组成这一组 backend 程序的 `Pod` 实际上可能会发生变化，frontend 客户端不应该也没必要知道，而且也不需要跟踪这一组 backend 的状态。`Service` 定义的抽象能够解耦这种关联。
然而组成这一组 backend 程序的 `Pod` 实际上可能会发生变化，frontend 客户端不应该也没必要知道，而且也不需要跟踪这一组 backend 的状态。
`Service` 定义的抽象能够解耦这种关联。
对 Kubernetes 集群中的应用，Kubernetes 提供了简单的 `Endpoints` API，只要 `Service` 中的一组 `Pod` 发生变更，应用程序就会被更新。 对 Kubernetes 集群中的应用，Kubernetes 提供了简单的 `Endpoints` API，只要 `Service` 中的一组 `Pod` 发生变更，应用程序就会被更新。对非 Kubernetes 集群中的应用，Kubernetes 提供了基于 VIP 的网桥的方式访问 `Service`，再由 `Service` 重定向到 backend `Pod`。
对非 Kubernetes 集群中的应用，Kubernetes 提供了基于 VIP 的网桥的方式访问 `Service`，再由 `Service` 重定向到 backend `Pod`。
## 定义 Service ## 定义 Service
@ -37,18 +31,11 @@ spec:
targetPort: 9376 targetPort: 9376
``` ```
上述配置将创建一个名称为 “my-service” 的 `Service` 对象，它会将请求代理到使用 TCP 端口 9376，并且具有标签 `"app=MyApp"` 的 `Pod` 上。 上述配置将创建一个名称为 “my-service” 的 `Service` 对象，它会将请求代理到使用 TCP 端口 9376，并且具有标签 `"app=MyApp"` 的 `Pod` 上。这个 `Service` 将被指派一个 IP 地址（通常称为 “Cluster IP”），它会被服务的代理使用（见下面）。该 `Service` 的 selector 将会持续评估，处理结果将被 POST 到一个名称为 “my-service” 的 `Endpoints` 对象上。
这个 `Service` 将被指派一个 IP 地址（通常称为 “Cluster IP”），它会被服务的代理使用（见下面）。
该 `Service` 的 selector 将会持续评估，处理结果将被 POST 到一个名称为 “my-service” 的 `Endpoints` 对象上。
需要注意的是， `Service` 能够将一个接收端口映射到任意的 `targetPort`。 需要注意的是， `Service` 能够将一个接收端口映射到任意的 `targetPort`。默认情况下，`targetPort` 将被设置为与 `port` 字段相同的值。更有趣的是，`targetPort` 可以是一个字符串，引用了 backend `Pod` 的一个端口的名称。但是，实际指派给该端口名称的端口号，在每个 backend `Pod` 中可能并不相同。对于部署和设计 `Service` ，这种方式会提供更大的灵活性。例如，可以在 backend 软件下一个版本中，修改 Pod 暴露的端口，并不会中断客户端的调用。
默认情况下，`targetPort` 将被设置为与 `port` 字段相同的值。
可能更有趣的是，`targetPort` 可以是一个字符串，引用了 backend `Pod` 的一个端口的名称。
但是，实际指派给该端口名称的端口号，在每个 backend `Pod` 中可能并不相同。
对于部署和设计 `Service` ，这种方式会提供更大的灵活性。
例如，可以在 backend 软件下一个版本中，修改 Pod 暴露的端口，并不会中断客户端的调用。
Kubernetes `Service` 能够支持 `TCP` 和 `UDP` 协议，默认 `TCP` 协议。 Kubernetes `Service` 支持 `TCP` 和 `UDP` 协议，默认 `TCP` 协议。
### 没有 selector 的 Service ### 没有 selector 的 Service
@ -71,6 +58,7 @@ spec:
port: 80 port: 80
targetPort: 9376 targetPort: 9376
``` ```
由于这个 `Service` 没有 selector，就不会创建相关的 `Endpoints` 对象。可以手动将 `Service` 映射到指定的 `Endpoints`： 由于这个 `Service` 没有 selector，就不会创建相关的 `Endpoints` 对象。可以手动将 `Service` 映射到指定的 `Endpoints`：
```yaml ```yaml
@ -89,8 +77,7 @@ subsets:
访问没有 selector 的 `Service`，与有 selector 的 `Service` 的原理相同。请求将被路由到用户定义的 Endpoint（该示例中为 `1.2.3.4:9376`）。 访问没有 selector 的 `Service`，与有 selector 的 `Service` 的原理相同。请求将被路由到用户定义的 Endpoint（该示例中为 `1.2.3.4:9376`）。
ExternalName `Service` 是 `Service` 的特例，它没有 selector，也没有定义任何的端口和 Endpoint。 ExternalName `Service` 是 `Service` 的特例，它没有 selector，也没有定义任何的端口和 Endpoint。相反地，对于运行在集群外部的服务，它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务。
相反地，对于运行在集群外部的服务，它通过返回该外部服务的别名这种方式来提供服务。
```yaml ```yaml
kind: Service kind: Service
@ -103,27 +90,28 @@ spec:
externalName: my.database.example.com externalName: my.database.example.com
``` ```
当查询主机 `my-service.prod.svc.CLUSTER`时，集群的 DNS 服务将返回一个值为 `my.database.example.com` 的 `CNAME` 记录。 当查询主机 `my-service.prod.svc.CLUSTER`时，集群的 DNS 服务将返回一个值为 `my.database.example.com` 的 `CNAME` 记录。访问这个服务的工作方式与其它的相同，唯一不同的是重定向发生在 DNS 层，而且不会进行代理或转发。如果后续决定要将数据库迁移到 Kubernetes 集群中，可以启动对应的 Pod，增加合适的 Selector 或 Endpoint，修改 `Service` 的 `type`。
访问这个服务的工作方式与其它的相同，唯一不同的是重定向发生在 DNS 层，而且不会进行代理或转发。
如果后续决定要将数据库迁移到 Kubernetes 集群中，可以启动对应的 Pod，增加合适的 Selector 或 Endpoint，修改 `Service` 的 `type`。
## VIP 和 Service 代理 ## VIP 和 Service 代理
在 Kubernetes 集群中，每个 Node 运行一个 `kube-proxy` 进程。`kube-proxy` 负责为 `Service` 实现了一种 VIP（虚拟 IP）的形式，而不是 `ExternalName` 的形式。 在 Kubernetes 集群中，每个 Node 运行一个 `kube-proxy` 进程。`kube-proxy` 负责为 `Service` 实现了一种 VIP（虚拟 IP）的形式，而不是 `ExternalName` 的形式。
在 Kubernetes v1.0 版本，代理完全在 userspace。在 Kubernetes v1.1 版本，新增了 iptables 代理，但并不是默认的运行模式。
在 Kubernetes v1.0 版本，代理完全在 userspace，`Service` 是 “4层”（TCP/UDP over IP）概念。
在 Kubernetes v1.1 版本，新增了 iptables 代理，但并不是默认的运行模式。新增了 `Ingress` API（beta 版），用来表示 “7层”（HTTP）服务。
从 Kubernetes v1.2 起，默认就是 iptables 代理。 从 Kubernetes v1.2 起，默认就是 iptables 代理。
在Kubernetes v1.8.0-beta.0中，添加了ipvs代理。 在 Kubernetes v1.8.0-beta.0 中，添加了ipvs代理。
在 Kubernetes v1.0 版本，`Service` 是 “4层”（TCP/UDP over IP）概念。
在 Kubernetes v1.1 版本，新增了 `Ingress` API（beta 版），用来表示 “7层”（HTTP）服务。
### userspace 代理模式 ### userspace 代理模式
这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes master 对 `Service` 对象和 `Endpoints` 对象的添加和移除。 这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes master 对 `Service` 对象和 `Endpoints` 对象的添加和移除。
对每个 `Service`，它会在本地 Node 上打开一个端口（随机选择）。 对每个 `Service`，它会在本地 Node 上打开一个端口（随机选择）。
任何连接到“代理端口”的请求，都会被代理到 `Service` 的backend `Pods` 中的某个上面（如 `Endpoints` 所报告的一样）。 任何连接到“代理端口”的请求，都会被代理到 `Service` 的backend `Pods` 中的某个上面（如 `Endpoints` 所报告的一样）。
使用哪个 backend `Pod`，是基于 `Service` 的 `SessionAffinity` 来确定的。 使用哪个 backend `Pod`，是基于 `Service` 的 `SessionAffinity` 来确定的。
最后，它安装 iptables 规则，捕获到达该 `Service` 的 `clusterIP`（是虚拟 IP）和 `Port` 的请求，并重定向到代理端口，代理端口再代理请求到 backend `Pod`。 最后，它安装 iptables 规则，捕获到达该 `Service` 的 `clusterIP`（是虚拟 IP）和 `Port` 的请求，并重定向到代理端口，代理端口再代理请求到 backend `Pod`。
网络返回的结果是，任何到达 `Service` 的 IP:Port 的请求，都会被代理到一个合适的 backend，不需要客户端知道关于 Kubernetes、`Service`、或 `Pod` 的任何信息。 网络返回的结果是，任何到达 `Service` 的 IP:Port 的请求，都会被代理到一个合适的 backend，不需要客户端知道关于 Kubernetes、`Service`、或 `Pod` 的任何信息。
@ -138,13 +126,12 @@ spec:
### iptables 代理模式 ### iptables 代理模式
这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes master 对 `Service` 对象和 `Endpoints` 对象的添加和移除。 这种模式，kube-proxy 会监视 Kubernetes master 对 `Service` 对象和 `Endpoints` 对象的添加和移除。
对每个 `Service`，它会安装 iptables 规则，从而捕获到达该 `Service` 的 `clusterIP`（虚拟 IP）和端口的请求，进而将请求重定向到 `Service` 的一组 backend 中的某个上面。 对每个 `Service`，它会安装 iptables 规则，从而捕获到达该 `Service` 的 `clusterIP`（虚拟 IP）和端口的请求，进而将请求重定向到 `Service` 的一组 backend 中的某个上面。对于每个 `Endpoints` 对象，它也会安装 iptables 规则，这个规则会选择一个 backend `Pod`。
对于每个 `Endpoints` 对象，它也会安装 iptables 规则，这个规则会选择一个 backend `Pod`。
默认的策略是，随机选择一个 backend。 默认的策略是，随机选择一个 backend。实现基于客户端 IP 的会话亲和性，可以将 `service.spec.sessionAffinity` 的值设置为 `"ClientIP"` （默认值为 `"None"`）。
实现基于客户端 IP 的会话亲和性，可以将 `service.spec.sessionAffinity` 的值设置为 `"ClientIP"` （默认值为 `"None"`）。
和 userspace 代理类似，网络返回的结果是，任何到达 `Service` 的 IP:Port 的请求，都会被代理到一个合适的 backend，不需要客户端知道关于 Kubernetes、`Service`、或 `Pod` 的任何信息。 和 userspace 代理类似，网络返回的结果是，任何到达 `Service` 的 IP:Port 的请求，都会被代理到一个合适的 backend，不需要客户端知道关于 Kubernetes、`Service`、或 `Pod` 的任何信息。
这应该比 userspace 代理更快、更可靠。然而，不像 userspace 代理，如果初始选择的 `Pod` 没有响应，iptables 代理不能自动地重试另一个 `Pod`，所以它需要依赖 [readiness probes](https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-probes/#defining-readiness-probes)。 这应该比 userspace 代理更快、更可靠。然而，不像 userspace 代理，如果初始选择的 `Pod` 没有响应，iptables 代理不能自动地重试另一个 `Pod`，所以它需要依赖 [readiness probes](https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-probes/#defining-readiness-probes)。
![iptables代理模式下Service概览图](../images/services-iptables-overview.jpg) ![iptables代理模式下Service概览图](../images/services-iptables-overview.jpg)
@ -234,30 +221,26 @@ REDIS_MASTER_PORT_6379_TCP_ADDR=10.0.0.11
### DNS ### DNS
一个可选（尽管强烈推荐）[集群插件](http://releases.k8s.io/master/cluster/addons/README.md) 是 DNS 服务器。 一个可选（尽管强烈推荐）[集群插件](http://releases.k8s.io/master/cluster/addons/README.md) 是 DNS 服务器。
DNS 服务器监视着创建新 `Service` 的 Kubernetes API，从而为每一个 `Service` 创建一组 DNS 记录。
如果整个集群的 DNS 一直被启用，那么所有的 `Pod` 应该能够自动对 `Service` 进行名称解析。 DNS 服务器监视着创建新 `Service` 的 Kubernetes API，从而为每一个 `Service` 创建一组 DNS 记录。如果整个集群的 DNS 一直被启用，那么所有的 `Pod` 应该能够自动对 `Service` 进行名称解析。
例如，有一个名称为 `"my-service"` 的 `Service`，它在 Kubernetes 集群中名为 `"my-ns"` 的 `Namespace` 中，为 `"my-service.my-ns"` 创建了一条 DNS 记录。 例如，有一个名称为 `"my-service"` 的 `Service`，它在 Kubernetes 集群中名为 `"my-ns"` 的 `Namespace` 中，为 `"my-service.my-ns"` 创建了一条 DNS 记录。
在名称为 `"my-ns"` 的 `Namespace` 中的 `Pod` 应该能够简单地通过名称查询找到 `"my-service"`。
在另一个 `Namespace` 中的 `Pod` 必须限定名称为 `"my-service.my-ns"`。
这些名称查询的结果是 Cluster IP。
Kubernetes 也支持对端口名称的 DNS SRV（Service）记录。 在名称为 `"my-ns"` 的 `Namespace` 中的 `Pod` 应该能够简单地通过名称查询找到 `"my-service"`。在另一个 `Namespace` 中的 `Pod` 必须限定名称为 `"my-service.my-ns"`。这些名称查询的结果是 Cluster IP。
如果名称为 `"my-service.my-ns"` 的 `Service` 有一个名为 `"http"` 的 `TCP` 端口，可以对 `"_http._tcp.my-service.my-ns"` 执行 DNS SRV 查询，得到 `"http"` 的端口号。
Kubernetes 也支持对端口名称的 DNS SRV（Service）记录。如果名称为 `"my-service.my-ns"` 的 `Service` 有一个名为 `"http"` 的 `TCP` 端口，可以对 `"_http._tcp.my-service.my-ns"` 执行 DNS SRV 查询，得到 `"http"` 的端口号。
Kubernetes DNS 服务器是唯一的一种能够访问 `ExternalName` 类型的 Service 的方式。 Kubernetes DNS 服务器是唯一的一种能够访问 `ExternalName` 类型的 Service 的方式。
更多信息可以查看 [DNS Pod 和 Service](https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/)。 更多信息可以查看 [DNS Pod 和 Service](https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/)。
## Headless Service ## Headless Service
有时不需要或不想要负载均衡，以及单独的 Service IP。 有时不需要或不想要负载均衡，以及单独的 Service IP。遇到这种情况，可以通过指定 Cluster IP（`spec.clusterIP`）的值为 `"None"` 来创建 `Headless` Service。
遇到这种情况，可以通过指定 Cluster IP（`spec.clusterIP`）的值为 `"None"` 来创建 `Headless` Service。
这个选项允许开发人员自由寻找他们自己的方式，从而降低与 Kubernetes 系统的耦合性。 这个选项允许开发人员自由寻找他们自己的方式，从而降低与 Kubernetes 系统的耦合性。应用仍然可以使用一种自注册的模式和适配器，对其它需要发现机制的系统能够很容易地基于这个 API 来构建。
应用仍然可以使用一种自注册的模式和适配器，对其它需要发现机制的系统能够很容易地基于这个 API 来构建。
对这类 `Service` 并不会分配 Cluster IP，kube-proxy 不会处理它们，而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由。 对这类 `Service` 并不会分配 Cluster IP，kube-proxy 不会处理它们，而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由。DNS 如何实现自动配置，依赖于 `Service` 是否定义了 selector。
DNS 如何实现自动配置，依赖于 `Service` 是否定义了 selector。
### 配置 Selector ### 配置 Selector
@ -297,8 +280,7 @@ Kubernetes `ServiceTypes` 允许指定一个需要的类型的 Service，默认
### LoadBalancer 类型 ### LoadBalancer 类型
使用支持外部负载均衡器的云提供商的服务，设置 `type` 的值为 `"LoadBalancer"`，将为 `Service` 提供负载均衡器。 使用支持外部负载均衡器的云提供商的服务，设置 `type` 的值为 `"LoadBalancer"`，将为 `Service` 提供负载均衡器。负载均衡器是异步创建的，关于被提供的负载均衡器的信息将会通过 `Service` 的 `status.loadBalancer` 字段被发布出去。
负载均衡器是异步创建的，关于被提供的负载均衡器的信息将会通过 `Service` 的 `status.loadBalancer` 字段被发布出去。
```yaml ```yaml
kind: Service kind: Service
@ -323,7 +305,9 @@ status:
``` ```
来自外部负载均衡器的流量将直接打到 backend `Pod` 上，不过实际它们是如何工作的，这要依赖于云提供商。 来自外部负载均衡器的流量将直接打到 backend `Pod` 上，不过实际它们是如何工作的，这要依赖于云提供商。
在这些情况下，将根据用户设置的 `loadBalancerIP` 来创建负载均衡器。 在这些情况下，将根据用户设置的 `loadBalancerIP` 来创建负载均衡器。
某些云提供商允许设置 `loadBalancerIP`。如果没有设置 `loadBalancerIP`，将会给负载均衡器指派一个临时 IP。 某些云提供商允许设置 `loadBalancerIP`。如果没有设置 `loadBalancerIP`，将会给负载均衡器指派一个临时 IP。
如果设置了 `loadBalancerIP`，但云提供商并不支持这种特性，那么设置的 `loadBalancerIP` 值将会被忽略掉。 如果设置了 `loadBalancerIP`，但云提供商并不支持这种特性，那么设置的 `loadBalancerIP` 值将会被忽略掉。
### AWS 内部负载均衡器 ### AWS 内部负载均衡器
@ -343,7 +327,7 @@ metadata:
### AWS SSL 支持 ### AWS SSL 支持
对运行在 AWS 上部分支持 SSL 的集群，从 1.3 版本开始，可以为 `LoadBalancer` 类型的 `Service` 增加两个 annotation： 对运行在 AWS 上部分支持 SSL 的集群，从 1.3 版本开始，可以为 `LoadBalancer` 类型的 `Service` 增加两个 annotation：
``` ```yaml
metadata: metadata:
name: my-service name: my-service
annotations: annotations:
@ -359,6 +343,7 @@ metadata:
service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-backend-protocol: (https|http|ssl|tcp) service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-backend-protocol: (https|http|ssl|tcp)
``` ```
第二个 annotation 指定了 `Pod` 使用的协议。 第二个 annotation 指定了 `Pod` 使用的协议。
对于 HTTPS 和 SSL，ELB 将期望该 `Pod` 基于加密的连接来认证自身。 对于 HTTPS 和 SSL，ELB 将期望该 `Pod` 基于加密的连接来认证自身。
HTTP 和 HTTPS 将选择7层代理：ELB 将中断与用户的连接，当转发请求时，会解析 Header 信息并添加上用户的 IP 地址（`Pod` 将只能在连接的另一端看到该 IP 地址）。 HTTP 和 HTTPS 将选择7层代理：ELB 将中断与用户的连接，当转发请求时，会解析 Header 信息并添加上用户的 IP 地址（`Pod` 将只能在连接的另一端看到该 IP 地址）。
@ -367,12 +352,9 @@ TCP 和 SSL 将选择4层代理：ELB 将转发流量，并不修改 Header 信
### 外部 IP ### 外部 IP
如果外部的 IP 路由到集群中一个或多个 Node 上，Kubernetes `Service` 会被暴露给这些 `externalIPs`。 如果外部的 IP 路由到集群中一个或多个 Node 上，Kubernetes `Service` 会被暴露给这些 `externalIPs`。通过外部 IP（作为目的 IP 地址）进入到集群，打到 `Service` 的端口上的流量，将会被路由到 `Service` 的 Endpoint 上。`externalIPs` 不会被 Kubernetes 管理，它属于集群管理员的职责范畴。
通过外部 IP（作为目的 IP 地址）进入到集群，打到 `Service` 的端口上的流量，将会被路由到 `Service` 的 Endpoint 上。
`externalIPs` 不会被 Kubernetes 管理，它属于集群管理员的职责范畴。
根据 `Service` 的规定，`externalIPs` 可以同任意的 `ServiceType` 来一起指定。 根据 `Service` 的规定，`externalIPs` 可以同任意的 `ServiceType` 来一起指定。在下面的例子中，`my-service` 可以在 `80.11.12.10:80`（外部 IP:端口）上被客户端访问。
在下面的例子中，`my-service` 可以在 80.11.12.10:80（外部 IP:端口）上被客户端访问。
```yaml ```yaml
kind: Service kind: Service
@ -393,20 +375,15 @@ spec:
## 不足之处 ## 不足之处
为 VIP 使用 userspace 代理，将只适合小型到中型规模的集群，不能够扩展到上千 `Service` 的大型集群。 为 VIP 使用 userspace 代理，将只适合小型到中型规模的集群，不能够扩展到上千 `Service` 的大型集群。查看 [最初设计方案](http://issue.k8s.io/1107) 获取更多细节。
查看 [最初设计方案](http://issue.k8s.io/1107) 获取更多细节。
使用 userspace 代理，隐藏了访问 `Service` 的数据包的源 IP 地址。 使用 userspace 代理，隐藏了访问 `Service` 的数据包的源 IP 地址。这使得一些类型的防火墙无法起作用。iptables 代理不会隐藏 Kubernetes 集群内部的 IP 地址，但却要求客户端请求必须通过一个负载均衡器或 Node 端口。
这使得一些类型的防火墙无法起作用。
iptables 代理不会隐藏 Kubernetes 集群内部的 IP 地址，但却要求客户端请求必须通过一个负载均衡器或 Node 端口。
`Type` 字段支持嵌套功能 —— 每一层需要添加到上一层里面。 `Type` 字段支持嵌套功能 —— 每一层需要添加到上一层里面。不会严格要求所有云提供商（例如，GCE 就没必要为了使一个 `LoadBalancer` 能工作而分配一个 `NodePort`，但是 AWS 需要 ），但当前 API 是强制要求的。
不会严格要求所有云提供商（例如，GCE 就没必要为了使一个 `LoadBalancer` 能工作而分配一个 `NodePort`，但是 AWS 需要 ），但当前 API 是强制要求的。
## 未来工作 ## 未来工作
未来我们能预见到，代理策略可能会变得比简单的 round-robin 均衡策略有更多细微的差别，比如 master 选举或分片。 未来我们能预见到，代理策略可能会变得比简单的 round-robin 均衡策略有更多细微的差别，比如 master 选举或分片。我们也能想到，某些 `Service` 将具有 “真正” 的负载均衡器，这种情况下 VIP 将简化数据包的传输。
我们也能想到，某些 `Service` 将具有 “真正” 的负载均衡器，这种情况下 VIP 将简化数据包的传输。
我们打算为 L7（HTTP）`Service` 改进我们对它的支持。 我们打算为 L7（HTTP）`Service` 改进我们对它的支持。
@ -414,51 +391,41 @@ iptables 代理不会隐藏 Kubernetes 集群内部的 IP 地址，但却要求
## VIP 的那些骇人听闻的细节 ## VIP 的那些骇人听闻的细节
对很多想使用 `Service` 的人来说，前面的信息应该足够了。 对很多想使用 `Service` 的人来说，前面的信息应该足够了。然而，有很多内部原理性的内容，还是值去理解的。
然而，有很多内部原理性的内容，还是值去理解的。
### 避免冲突 ### 避免冲突
Kubernetes 最主要的哲学之一，是用户不应该暴露那些能够导致他们操作失败、但又不是他们的过错的场景。 Kubernetes 最主要的哲学之一，是用户不应该暴露那些能够导致他们操作失败、但又不是他们的过错的场景。这种场景下，让我们来看一下网络端口 —— 用户不应该必须选择一个端口号，而且该端口还有可能与其他用户的冲突。这就是说，在彼此隔离状态下仍然会出现失败。
这种场景下，让我们来看一下网络端口 —— 用户不应该必须选择一个端口号，而且该端口还有可能与其他用户的冲突。
这就是说，在彼此隔离状态下仍然会出现失败。
为了使用户能够为他们的 `Service` 选择一个端口号，我们必须确保不能有2个 `Service` 发生冲突。 为了使用户能够为他们的 `Service` 选择一个端口号，我们必须确保不能有2个 `Service` 发生冲突。我们可以通过为每个 `Service` 分配它们自己的 IP 地址来实现。
我们可以通过为每个 `Service` 分配它们自己的 IP 地址来实现。
为了保证每个 `Service` 被分配到一个唯一的 IP，需要一个内部的分配器能够原子地更新 etcd 中的一个全局分配映射表，这个更新操作要先于创建每一个 `Service`。 为了保证每个 `Service` 被分配到一个唯一的 IP，需要一个内部的分配器能够原子地更新 etcd 中的一个全局分配映射表，这个更新操作要先于创建每一个 `Service`。
为了使 `Service` 能够获取到 IP，这个映射表对象必须在注册中心存在，否则创建 `Service` 将会失败，指示一个 IP 不能被分配。 为了使 `Service` 能够获取到 IP，这个映射表对象必须在注册中心存在，否则创建 `Service` 将会失败，指示一个 IP 不能被分配。
一个后台 Controller 的职责是创建映射表（从 Kubernetes 的旧版本迁移过来，旧版本中是通过在内存中加锁的方式实现），并检查由于管理员干预和清除任意 IP 造成的不合理分配，这些 IP 被分配了但当前没有 `Service` 使用它们。 一个后台 Controller 的职责是创建映射表（从 Kubernetes 的旧版本迁移过来，旧版本中是通过在内存中加锁的方式实现），并检查由于管理员干预和清除任意 IP 造成的不合理分配，这些 IP 被分配了但当前没有 `Service` 使用它们。
### IP 和 VIP ### IP 和 VIP
不像 `Pod` 的 IP 地址，它实际路由到一个固定的目的地，`Service` 的 IP 实际上不能通过单个主机来进行应答。 不像 `Pod` 的 IP 地址，它实际路由到一个固定的目的地，`Service` 的 IP 实际上不能通过单个主机来进行应答。相反，我们使用 `iptables`（Linux 中的数据包处理逻辑）来定义一个虚拟IP地址（VIP），它可以根据需要透明地进行重定向。当客户端连接到 VIP 时，它们的流量会自动地传输到一个合适的 Endpoint。环境变量和 DNS，实际上会根据 `Service` 的 VIP 和端口来进行填充。
相反，我们使用 `iptables`（Linux 中的数据包处理逻辑）来定义一个虚拟IP地址（VIP），它可以根据需要透明地进行重定向。
当客户端连接到 VIP 时，它们的流量会自动地传输到一个合适的 Endpoint。
环境变量和 DNS，实际上会根据 `Service` 的 VIP 和端口来进行填充。
#### Userspace #### Userspace
作为一个例子，考虑前面提到的图片处理应用程序。 作为一个例子，考虑前面提到的图片处理应用程序。
当创建 backend `Service` 时，Kubernetes master 会给它指派一个虚拟 IP 地址，比如 10.0.0.1。
假设 `Service` 的端口是 1234，该 `Service` 会被集群中所有的 `kube-proxy` 实例观察到。
当代理看到一个新的 `Service`， 它会打开一个新的端口，建立一个从该 VIP 重定向到新端口的 iptables，并开始接收请求连接。
当一个客户端连接到一个 VIP，iptables 规则开始起作用，它会重定向该数据包到 `Service代理` 的端口。 当创建 backend `Service` 时，Kubernetes master 会给它指派一个虚拟 IP 地址，比如 10.0.0.1。假设 `Service` 的端口是 1234，该 `Service` 会被集群中所有的 `kube-proxy` 实例观察到。当代理看到一个新的 `Service`， 它会打开一个新的端口，建立一个从该 VIP 重定向到新端口的 iptables，并开始接收请求连接。
`Service代理` 选择一个 backend，并将客户端的流量代理到 backend 上。
这意味着 `Service` 的所有者能够选择任何他们想使用的端口，而不存在冲突的风险。 当一个客户端连接到一个 VIP，iptables 规则开始起作用，它会重定向该数据包到 `Service代理` 的端口。`Service代理` 选择一个 backend，并将客户端的流量代理到 backend 上。
客户端可以简单地连接到一个 IP 和端口，而不需要知道实际访问了哪些 `Pod`。
这意味着 `Service` 的所有者能够选择任何他们想使用的端口，而不存在冲突的风险。客户端可以简单地连接到一个 IP 和端口，而不需要知道实际访问了哪些 `Pod`。
#### Iptables #### Iptables
再次考虑前面提到的图片处理应用程序。 再次考虑前面提到的图片处理应用程序。
当创建 backend `Service` 时，Kubernetes master 会给它指派一个虚拟 IP 地址，比如 10.0.0.1。
假设 `Service` 的端口是 1234，该 `Service` 会被集群中所有的 `kube-proxy` 实例观察到。 当创建 backend `Service` 时，Kubernetes master 会给它指派一个虚拟 IP 地址，比如 10.0.0.1。假设 `Service` 的端口是 1234，该 `Service` 会被集群中所有的 `kube-proxy` 实例观察到。当代理看到一个新的 `Service`， 它会安装一系列的 iptables 规则，从 VIP 重定向到 per-`Service` 规则。该 per-`Service` 规则连接到 per-`Endpoint` 规则，该 per-`Endpoint` 规则会重定向（目标 NAT）到 backend。
当代理看到一个新的 `Service`， 它会安装一系列的 iptables 规则，从 VIP 重定向到 per-`Service` 规则。
该 per-`Service` 规则连接到 per-`Endpoint` 规则，该 per-`Endpoint` 规则会重定向（目标 NAT）到 backend。
当一个客户端连接到一个 VIP，iptables 规则开始起作用。一个 backend 会被选择（或者根据会话亲和性，或者随机），数据包被重定向到这个 backend。 当一个客户端连接到一个 VIP，iptables 规则开始起作用。一个 backend 会被选择（或者根据会话亲和性，或者随机），数据包被重定向到这个 backend。
不像 userspace 代理，数据包从来不拷贝到用户空间，kube-proxy 不是必须为该 VIP 工作而运行，并且客户端 IP 是不可更改的。 不像 userspace 代理，数据包从来不拷贝到用户空间，kube-proxy 不是必须为该 VIP 工作而运行，并且客户端 IP 是不可更改的。
当流量打到 Node 的端口上，或通过负载均衡器，会执行相同的基本流程，但是在那些案例中客户端 IP 是可以更改的。 当流量打到 Node 的端口上，或通过负载均衡器，会执行相同的基本流程，但是在那些案例中客户端 IP 是可以更改的。