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创建一个外部负载均衡器

本文展示如何创建一个外部负载均衡器。

说明: 此功能仅适用于支持外部负载均衡器的云提供商或环境。

创建服务时,您可以选择自动创建云网络负载均衡器。这提供了一个外部可访问的 IP 地址,可将流量分配到集群节点上的正确端口上 假设集群在支持的环境中运行,并配置了正确的云负载平衡器提供商包

有关如何配置和使用 Ingress 资源为服务提供外部可访问的 URL、负载均衡流量、终止 SSL 等功能,请查看 Ingress 文档。

准备开始

  • 你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 如果你还没有集群,你可以通过 Minikube 构建一 个你自己的集群,或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建:

    要获知版本信息,请输入 kubectl version.

配置文件

要创建外部负载均衡器,请将以下内容添加到 服务配置文件

    type: LoadBalancer

您的配置文件可能会如下所示:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: example-service
spec:
  selector:
    app: example
  ports:
    - port: 8765
      targetPort: 9376
  type: LoadBalancer

使用 kubectl

您也可以使用 kubectl expose 命令及其 --type=LoadBalancer 参数创建服务:

kubectl expose rc example --port=8765 --target-port=9376 \
        --name=example-service --type=LoadBalancer

此命令通过使用与引用资源(在上面的示例的情况下,名为 example 的 replication controller)相同的选择器来创建一个新的服务。

更多信息(包括更多的可选参数),请参阅 kubectl expose reference

找到您的 IP 地址

您可以通过 kubectl 获取服务信息,找到为您的服务创建的 IP 地址:

kubectl describe services example-service

这将获得如下输出:

    Name:                   example-service
    Namespace:              default
    Labels:                 <none>
    Annotations:            <none>
    Selector:               app=example
    Type:                   LoadBalancer
    IP:                     10.67.252.103
    LoadBalancer Ingress:   192.0.2.89
    Port:                   <unnamed> 80/TCP
    NodePort:               <unnamed> 32445/TCP
    Endpoints:              10.64.0.4:80,10.64.1.5:80,10.64.2.4:80
    Session Affinity:       None
    Events:                 <none>

IP 地址列在 LoadBalancer Ingress 旁边。

说明: **注意:** 如果您在 Minikube 上运行服务,您可以通过以下命令找到分配的 IP 地址和端口:
minikube service example-service --url

保留客户端源 IP

由于此功能的实现,目标容器中看到的源 IP 将 不是客户端的原始源 IP。要启用保留客户端 IP,可以在服务的 spec 中配置以下字段(支持 GCE/Google Kubernetes Engine 环境):

  • service.spec.externalTrafficPolicy - 表示此服务是否希望将外部流量路由到节点本地或集群范围的端点。有两个可用选项:Cluster(默认)和 Local。Cluster 隐藏了客户端源 IP,可能导致第二跳到另一个节点,但具有良好的整体负载分布。Local 保留客户端源 IP 并避免 LoadBalancer 和 NodePort 类型服务的第二跳,但存在潜在的不均衡流量传播风险。
  • service.spec.healthCheckNodePort - 指定服务的 healthcheck nodePort(数字端口号)。如果未指定 healthCheckNodePort,服务控制器从集群的 NodePort 范围内分配一个端口。您可以通过设置 API 服务器的命令行选项 --service-node-port-range 来配置上述范围。它将会使用用户指定的 healthCheckNodePort 值(如果被客户端指定)。仅当 type 设置为 LoadBalancer 并且 externalTrafficPolicy 设置为 Local 时才生效。

可以通过在服务的配置文件中将 externalTrafficPolicy 设置为 Local 来激活此功能。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: example-service
spec:
  selector:
    app: example
  ports:
    - port: 8765
      targetPort: 9376
  externalTrafficPolicy: Local
  type: LoadBalancer

垃圾收集负载均衡器

在通常情况下,应在删除 LoadBalancer 类型服务后立即清除云提供商中的相关负载均衡器资源。但是,众所周知,在删除关联的服务后,云资源被孤立的情况很多。引入了针对服务负载均衡器的终结器保护,以防止这种情况发生。通过使用终结器,在删除相关的负载均衡器资源之前,也不会删除服务资源。

具体来说,如果服务具有 type LoadBalancer,则服务控制器将附加一个名为 service.kubernetes.io/load-balancer-cleanup 的终结器。 仅在清除负载均衡器资源后才能删除终结器。 即使在诸如服务控制器崩溃之类的极端情况下,这也可以防止负载均衡器资源悬空。

自 Kubernetes v1.16 起,此功能为 beta 版本并默认启用。您也可以通过功能开关ServiceLoadBalancerFinalizer 在 v1.15 (alpha)中启用它。

外部负载均衡器提供商

请务必注意,此功能的数据路径由 Kubernetes 集群外部的负载均衡器提供。

当服务 type 设置为 LoadBalancer 时,Kubernetes 向集群中的 pod 提供的功能等同于 type 等于 ClusterIP,并通过使用 Kubernetes pod 的条目对负载均衡器(从外部到 Kubernetes)进行编程来扩展它。 Kubernetes 服务控制器自动创建外部负载均衡器、健康检查(如果需要)、防火墙规则(如果需要),并获取云提供商分配的外部 IP 并将其填充到服务对象中。

保留源 IP 时的注意事项和限制

GCE/AWS 负载均衡器不为其目标池提供权重。对于旧的 LB kube-proxy 规则来说,这不是一个问题,它可以在所有端点之间正确平衡。

使用新功能,外部流量不会在 pod 之间平均负载,而是在节点级别平均负载(因为 GCE/AWS 和其他外部 LB 实现无法指定每个节点的权重,因此它们的平衡跨所有目标节点,并忽略每个节点上的 pod 数量)。

但是,我们可以声明,对于 NumServicePods << NumNodes 或 NumServicePods >> NumNodes 时,即使没有权重,也会看到接近相等的分布。

一旦外部负载平衡器提供权重,就可以将此功能添加到 LB 编程路径中。 未来工作:1.4 版本不提供权重支持,但可能会在将来版本中添加

内部 pod 到 pod 的流量应该与 ClusterIP 服务类似,所有 pod 的概率相同。