k8s 中的 service 如何找到绑定的 Pod 及实现 Pod 负载均衡的方法

为了实现Pod的负载均衡，Kubernetes中的服务(Service)控制器可以通过按照服务标签匹配的方式，直接查找到绑定的Pod。下面来详细讲解k8s服务如何找到绑定的Pod以及实现Pod负载均衡的方法。

1.服务如何找到绑定的Pod

Kubernetes服务控制器根据其服务标签选择器(Label Selector)中定义的标签选择器，找到所有符合选择器的Pod对象。

例如，下面这段Service配置文件中，服务名为“my-nginx”。标签选择器（label selector）定义为：标签app为nginx。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx    # 服务名
spec:
  selector:
    app: nginx     # 标签选择器
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

根据标签选择器，该Service将会选取所有具有标签app：nginx的Pod。这些Pod将被绑定到这个服务中，以便后续可以直接通过该服务进行访问。

2.实现Pod负载均衡的方法

在Kubernetes中，Service控制器实现了负载均衡（Load Balancing）功能，以实现将流量（traffic）均匀地分配到多个Pod之间。

Service控制器通过创建一个虚拟的Cluster IP地址，将客户端的请求流量转发到一个或多个后端Pod，实现Pod之间的负载均衡。根据服务定义中的负载均衡方式，Service控制器将会选择一个正确的负载均衡器。

Kubernetes支持以下三种类型的负载均衡方法：

• ClusterIP：默认值。只能在集群内部访问。
• NodePort：在每个节点上公开了一个特定端口，可以通过: NodePort进行访问。可以用于单独测试，但不应在生产中使用。
• LoadBalancer：将请求流量转发到负载均衡器（如AWS ELB）。可以用于生产环境部署。

下面是一个NodePort类型的负载均衡策略的示例。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  type: NodePort
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30080

这个示例中，我们定义了一个名为my-service的Service。标签选择器为app：myapp，类型为NodePort。定义了一种端口映射。客户端将使用该端口号连接到Service。在节点的每个IP地址上，使用相应的NodePort（30080）公开Service。所有到达支持此端口的节点之一的流量都将路由到匹配选择器的Pod之一。

另外一个示例中，我们定义了一个名为my-service的Service，类型为LoadBalancer，其服务端口为80。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  type: LoadBalancer
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: 80
      protocol: TCP

创建服务之后，可以使用以下命令检查服务是否创建成功、以及LoadBalancer的IP地址。

$ kubectl get svc my-service

总结

Kubernetes中的Service控制器可通过其服务标签选择器，找到与该服务标签匹配的Pod。Service控制器还支持三种类型的负载均衡方法：ClusterIP、NodePort和LoadBalancer。使用负载均衡方法，可以平衡流量并同时提高服务可用性和可扩展性。