服务、负载均衡和联网
Kubernetes 网络模型
集群中每一个 Pod
都会获得自己的、
独一无二的 IP 地址,
这就意味着你不需要显式地在 Pod
之间创建链接,你几乎不需要处理容器端口到主机端口之间的映射。
这将形成一个干净的、向后兼容的模型;在这个模型里,从端口分配、命名、服务发现、
负载均衡、
应用配置和迁移的角度来看,Pod
可以被视作虚拟机或者物理主机。
Kubernetes 强制要求所有网络设施都满足以下基本要求(从而排除了有意隔离网络的策略):
- Pod 能够与所有其他节点上的 Pod 通信, 且不需要网络地址转译(NAT)
- 节点上的代理(比如:系统守护进程、kubelet)可以和节点上的所有 Pod 通信
说明:对于支持在主机网络中运行 Pod
的平台(比如:Linux),
当 Pod 挂接到节点的宿主网络上时,它们仍可以不通过 NAT 和所有节点上的 Pod 通信。
这个模型不仅不复杂,而且还和 Kubernetes 的实现从虚拟机向容器平滑迁移的初衷相符, 如果你的任务开始是在虚拟机中运行的,你的虚拟机有一个 IP, 可以和项目中其他虚拟机通信。这里的模型是基本相同的。
Kubernetes 的 IP 地址存在于 Pod
范围内 —— 容器共享它们的网络命名空间 ——
包括它们的 IP 地址和 MAC 地址。
这就意味着 Pod
内的容器都可以通过 localhost
到达对方端口。
这也意味着 Pod
内的容器需要相互协调端口的使用,但是这和虚拟机中的进程似乎没有什么不同,
这也被称为“一个 Pod 一个 IP”模型。
如何实现以上需求是所使用的特定容器运行时的细节。
也可以在 Node
本身请求端口,并用这类端口转发到你的 Pod
(称之为主机端口),
但这是一个很特殊的操作。转发方式如何实现也是容器运行时的细节。
Pod
自己并不知道这些主机端口的存在。
Kubernetes 网络解决四方面的问题:
- 一个 Pod 中的容器之间通过本地回路(loopback)通信。
- 集群网络在不同 Pod 之间提供通信。
- Service 资源允许你
向外暴露 Pod 中运行的应用,
以支持来自于集群外部的访问。
- Ingress 提供专门用于暴露 HTTP 应用程序、网站和 API 的额外功能。
- 你也可以使用 Service 来发布仅供集群内部使用的服务。
Ingress
使用一种能感知协议配置的机制来理解 URI、主机名称、路径和更多 Web 概念,使得 HTTP(或 HTTPS)网络服务可用。 Ingress 概念允许你通过 Kubernetes API 定义的规则将流量映射到不同的后端。
Ingress 控制器
为了让 Ingress 在你的集群中工作, 必须有一个 Ingress 控制器正在运行。你需要选择至少一个 Ingress 控制器并确保其已被部署到你的集群中。 本页列出了你可以部署的常见 Ingress 控制器。
EndpointSlice
EndpointSlice API 是 Kubernetes 用于扩缩 Service 以处理大量后端的机制,还允许集群高效更新其健康后端的列表。
Service 与 Pod 的 DNS
你的工作负载可以使用 DNS 发现集群内的 Service,本页说明具体工作原理。
IPv4/IPv6 双协议栈
Kubernetes 允许你配置单协议栈 IPv4 网络、单协议栈 IPv6 网络或同时激活这两种网络的双协议栈网络。本页说明具体配置方法。
拓扑感知提示
**拓扑感知提示(Topology Aware Hints)**提供了一种机制来帮助将网络流量保持在其请求方所在的区域内。 在集群中的 Pod 之间优先选用相同区域的流量有助于提高可靠性、增强性能(网络延迟和吞吐量)或降低成本。