Kubernetes Service IP 原理_负载均衡

 Service Cluster IP 是一个虚拟 IP，是由 Kubernetes 节点上的 iptables 规则管理的。

Kubernetes Service IP 原理_负载均衡_02

Kubernetes Service IP 原理_kubernetes_03

[root@localhost ~]# kubectl get service
NAME         CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   10.254.0.1     <none>        443/TCP    29d
service      10.254.92.25   <none>        8888/TCP   18m

  可以通过 ​​iptables-save​​​ 命令打印出当前节点的 iptables 规则，因为输出较多，这里只截取与 ​​httpd-svc​​​ Cluster IP ​​10.254.92.25​​ 相关的信息：

[root@localhost ~]# iptables-save > /etc/sysconfig/iptables
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/iptables
*nat
-A KUBE-SERVICES -d 10.254.92.25/32 -p tcp -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws cluster IP" -m tcp --dport 8888 -j KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC

这两条规则的含义是：

  • 其他源地址访问​​httpd-svc​​​，跳转到规则​​KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC​​

​​KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC​​ 规则如下：

[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/iptables | grep -i KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC
:KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC - [0:0]
-A KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -m statistic --mode random --probability 0.33332999982 -j KUBE-SEP-YK7OVCO7FZOY7VZM

-A KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -m statistic --mode random --probability 0.50000000000 -j KUBE-SEP-HRGN3N24VWJ3ZK4U

-A KUBE-SVC-NLT2S6Z5R6SPM3WC -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -j KUBE-SEP-VWXBMMSYUGMCZBTJ
  • 1/3 的概率跳转到规则 KUBE-SEP-YK7OVCO7FZOY7VZM
  • 1/3 的概率（剩下 2/3 的一半）跳转到规则​​KUBE-SEP-HRGN3N24VWJ3ZK4U​​
  • 1/3 的概率跳转到规则​​KUBE-SEP-VWXBMMSYUGMCZBTJ​​

上面三个跳转的规则如下：

-A KUBE-SEP-YK7OVCO7FZOY7VZM -s 172.17.56.2/32 -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -j KUBE-MARK-MASQ
-A KUBE-SEP-YK7OVCO7FZOY7VZM -p tcp -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -m tcp -j DNAT --to-destination 172.17.56.2:80


-A KUBE-SEP-HRGN3N24VWJ3ZK4U -s 172.17.56.4/32 -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -j KUBE-MARK-MASQ
-A KUBE-SEP-HRGN3N24VWJ3ZK4U -p tcp -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -m tcp -j DNAT --to-destination 172.17.56.4:80

-A KUBE-SEP-VWXBMMSYUGMCZBTJ -s 172.17.56.5/32 -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -j KUBE-MARK-MASQ
-A KUBE-SEP-VWXBMMSYUGMCZBTJ -p tcp -m comment --comment "default/service:tcp-8888-80-dz3ws" -m tcp -j DNAT --to-destination 172.17.56.5:80

 即将请求分别转发到后端的三个 Pod。通过上面的分析，我们得到如下结论：

iptables 将访问 Service 的流量转发到后端 Pod，而且使用类似轮询的负载均衡策略。

另外需要补充一点：Cluster 的每一个节点都配置了相同的 iptables 规则，这样就确保了整个 Cluster 都能够通过 Service 的 Cluster IP 访问 Service。