Kubernetes 网络模型与实践

本文涉及的产品
函数计算FC,每月15万CU 3个月
可观测可视化 Grafana 版,10个用户账号 1个月
应用实时监控服务-应用监控,每月50GB免费额度
简介: 【8月更文第29天】Kubernetes(K8s)是当今容器编排领域的佼佼者,它提供了一种高效的方式来管理容器化应用的部署、扩展和运行。Kubernetes 的网络模型是其成功的关键因素之一,它支持服务发现、负载均衡和集群内外通信等功能。本文将深入探讨 Kubernetes 的网络模型,并通过实际代码示例来展示服务发现和服务网格的基本概念及其实现。

引言

Kubernetes(K8s)是当今容器编排领域的佼佼者,它提供了一种高效的方式来管理容器化应用的部署、扩展和运行。Kubernetes 的网络模型是其成功的关键因素之一,它支持服务发现、负载均衡和集群内外通信等功能。本文将深入探讨 Kubernetes 的网络模型,并通过实际代码示例来展示服务发现和服务网格的基本概念及其实现。

Kubernetes 网络模型概述

在 Kubernetes 中,每个 Pod 都被赋予了一个独立的 IP 地址,这被称为“IP-per-Pod”模型。这意味着每个 Pod 在网络上看起来就像一个独立的主机。此外,Kubernetes 还提供了几种机制来定义和管理服务间的通信,包括 Service 和 Ingress。

服务发现

服务发现是指客户端能够自动找到服务实例的位置和端口的过程。在 Kubernetes 中,服务发现是通过 Service 资源对象来实现的。

创建 Service

我们可以创建一个简单的 Deployment 并暴露为 Service。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 8080
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080
  type: ClusterIP

在这个例子中,我们创建了一个包含三个副本的 Deployment,每个副本运行 myapp:v1 容器并监听在端口 8080 上。接着,我们创建了一个名为 myapp-service 的 Service,它将流量路由到带有标签 app: myapp 的所有 Pod。

实现集群内外通信

Kubernetes 提供了多种方式来实现集群内外的通信,包括使用 NodePort、LoadBalancer 或 Ingress。

使用 NodePort

NodePort 类型的服务可以通过节点的特定端口访问,该端口由 Kubernetes 自动分配或用户指定。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080
  type: NodePort

在这个配置中,外部流量可以通过节点的某个端口访问 myapp-service

使用 LoadBalancer

LoadBalancer 类型的服务可以在云环境中创建一个外部负载均衡器,该负载均衡器将流量路由到集群内的服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080
  type: LoadBalancer

对于本地环境或没有 LoadBalancer 支持的云环境,可以使用 MetalLB 或类似的工具来模拟 LoadBalancer 的行为。

使用 Ingress

Ingress 是一种更高级的方法来管理进入集群的 HTTP/HTTPS 流量。它可以提供基于路径的路由、SSL 终止等特性。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: myapp-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: myapp.example.com
    http:
      paths:
      - path: /myapp
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: myapp-service
            port:
              number: 80

服务网格

服务网格是一个用于处理服务间通信的基础设施层。它通常由一组轻量级的网络代理组成,这些代理与应用程序一起部署,并处理服务之间的请求路由、负载均衡、故障注入等任务。Istio 是目前最流行的服务网格解决方案之一。

安装 Istio

为了安装 Istio,我们需要使用 Istioctl 工具或者直接从官方文档获取安装指南。

curl -L https://istio.io/downloadIstio | sh -
cd istio-1.15.0
export PATH=$PWD/bin:$PATH
istioctl install --set profile=demo -y
kubectl label namespace default istio-injection=enabled
创建虚拟服务

虚拟服务定义了如何将流量路由到服务。

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: myapp-vs
spec:
  hosts:
  - "myapp.example.com"
  gateways:
  - myapp-gateway
  http:
  - match:
    - uri:
        prefix: /myapp
    route:
    - destination:
        host: myapp-service
        port:
          number: 80

结论

Kubernetes 提供了一套强大而灵活的网络模型,能够满足现代应用的需求。通过使用 Service、Ingress 和服务网格,我们可以轻松地实现服务发现、负载均衡和集群内外的通信。希望本文能帮助你更好地理解 Kubernetes 的网络架构,并能够在实际项目中加以应用。

相关实践学习
通过Ingress进行灰度发布
本场景您将运行一个简单的应用,部署一个新的应用用于新的发布,并通过Ingress能力实现灰度发布。
容器应用与集群管理
欢迎来到《容器应用与集群管理》课程,本课程是“云原生容器Clouder认证“系列中的第二阶段。课程将向您介绍与容器集群相关的概念和技术,这些概念和技术可以帮助您了解阿里云容器服务ACK/ACK Serverless的使用。同时,本课程也会向您介绍可以采取的工具、方法和可操作步骤,以帮助您了解如何基于容器服务ACK Serverless构建和管理企业级应用。 学习完本课程后,您将能够: 掌握容器集群、容器编排的基本概念 掌握Kubernetes的基础概念及核心思想 掌握阿里云容器服务ACK/ACK Serverless概念及使用方法 基于容器服务ACK Serverless搭建和管理企业级网站应用
目录
相关文章
|
21天前
|
机器学习/深度学习 编解码 自动驾驶
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为MoblieNetV1,用于移动视觉应用的高效卷积神经网络
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为MoblieNetV1,用于移动视觉应用的高效卷积神经网络
37 3
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为MoblieNetV1,用于移动视觉应用的高效卷积神经网络
|
21天前
|
机器学习/深度学习 移动开发 测试技术
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为MoblieNetV2,含模型详解和完整配置步骤
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为MoblieNetV2,含模型详解和完整配置步骤
41 1
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为MoblieNetV2,含模型详解和完整配置步骤
|
21天前
|
机器学习/深度学习 编解码 TensorFlow
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为EfficientNet v1 高效的移动倒置瓶颈结构
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为EfficientNet v1 高效的移动倒置瓶颈结构
37 0
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为EfficientNet v1 高效的移动倒置瓶颈结构
|
2天前
|
存储 Kubernetes 测试技术
企业级LLM推理部署新范式:基于ACK的DeepSeek蒸馏模型生产环境落地指南
企业级LLM推理部署新范式:基于ACK的DeepSeek蒸馏模型生产环境落地指南
22 12
|
21天前
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为 GhostNet V3 2024华为的重参数轻量化模型
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为 GhostNet V3 2024华为的重参数轻量化模型
42 2
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为 GhostNet V3 2024华为的重参数轻量化模型
|
4天前
|
Kubernetes 监控 Serverless
基于阿里云Serverless Kubernetes(ASK)的无服务器架构设计与实践
无服务器架构(Serverless Architecture)在云原生技术中备受关注,开发者只需专注于业务逻辑,无需管理服务器。阿里云Serverless Kubernetes(ASK)是基于Kubernetes的托管服务,提供极致弹性和按需付费能力。本文深入探讨如何使用ASK设计和实现无服务器架构,涵盖事件驱动、自动扩展、无状态设计、监控与日志及成本优化等方面,并通过图片处理服务案例展示具体实践,帮助构建高效可靠的无服务器应用。
|
4天前
|
监控 Kubernetes Cloud Native
基于阿里云容器服务Kubernetes版(ACK)的微服务架构设计与实践
本文介绍了如何基于阿里云容器服务Kubernetes版(ACK)设计和实现微服务架构。首先概述了微服务架构的优势与挑战,如模块化、可扩展性及技术多样性。接着详细描述了ACK的核心功能,包括集群管理、应用管理、网络与安全、监控与日志等。在设计基于ACK的微服务架构时,需考虑服务拆分、通信、发现与负载均衡、配置管理、监控与日志以及CI/CD等方面。通过一个电商应用案例,展示了用户服务、商品服务、订单服务和支付服务的具体部署步骤。最后总结了ACK为微服务架构提供的强大支持,帮助应对各种挑战,构建高效可靠的云原生应用。
|
21天前
|
机器学习/深度学习 文件存储 异构计算
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为EfficientNet v2,加速训练,快速收敛
RT-DETR改进策略【模型轻量化】| 替换骨干网络为EfficientNet v2,加速训练,快速收敛
30 1
|
2天前
|
监控 Cloud Native Java
基于阿里云容器服务(ACK)的微服务架构设计与实践
本文介绍如何利用阿里云容器服务Kubernetes版(ACK)构建高可用、可扩展的微服务架构。通过电商平台案例,展示基于Java(Spring Boot)、Docker、Nacos等技术的开发、容器化、部署流程,涵盖服务注册、API网关、监控日志及性能优化实践,帮助企业实现云原生转型。
|
4天前
|
运维 分布式计算 Kubernetes
ACK One多集群Service帮助大批量应用跨集群无缝迁移
ACK One多集群Service可以帮助您,在无需关注服务间的依赖,和最小化迁移风险的前提下,完成跨集群无缝迁移大批量应用。

相关产品

  • 容器服务Kubernetes版