Как Kubernetes определяет куда отправлять запрос

1️⃣ Как кратко ответить

Kubernetes использует объект Service для определения, куда отправлять запросы. Service предоставляет стабильный IP-адрес и DNS-имя для набора Pod'ов, используя селекторы для их идентификации. Внутри кластера запросы распределяются с помощью kube-proxy, который настраивает правила iptables или IPVS для маршрутизации трафика к соответствующим Pod'ам.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Kubernetes — это система оркестрации контейнеров, которая управляет развертыванием, масштабированием и эксплуатацией контейнеризированных приложений. Одной из ключевых задач Kubernetes является маршрутизация запросов к правильным контейнерам (Pod'ам). Для этого Kubernetes использует объект, называемый Service.

Что такое Service?

Service в Kubernetes — это абстракция, которая определяет логический набор Pod'ов и политику доступа к ним. Каждый Service получает стабильный IP-адрес и DNS-имя, что позволяет другим компонентам системы или внешним клиентам обращаться к Pod'ам, не зная их динамических IP-адресов.

Как работает маршрутизация?

1. Селекторы и метки: Service использует селекторы для определения, какие Pod'ы входят в его состав. Селекторы — это выражения, которые сопоставляют метки Pod'ов. Например, если у Pod'ов есть метка app: myapp, Service с селектором app: myapp будет направлять трафик к этим Pod'ам.

2. kube-proxy: Это компонент, который работает на каждом узле кластера и отвечает за маршрутизацию трафика. kube-proxy может использовать два основных механизма для маршрутизации: iptables и IPVS.

   • iptables: kube-proxy настраивает правила iptables, которые перенаправляют входящий трафик на IP-адрес Service к одному из Pod'ов, соответствующих селектору. Это достигается с помощью NAT (Network Address Translation), который изменяет IP-адрес назначения пакета на IP-адрес Pod'а.

   • IPVS (IP Virtual Server): Это более производительный механизм, который использует ядро Linux для балансировки нагрузки. IPVS создает виртуальный сервер, который распределяет трафик между Pod'ами на основе различных алгоритмов балансировки нагрузки.

Пример конфигурации Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

• apiVersion: v1: Указывает версию API Kubernetes.
• kind: Service: Определяет тип создаваемого объекта.
• metadata: Содержит метаданные, такие как имя Service.
• spec: Определяет спецификацию Service.
  • selector: Указывает, какие Pod'ы будут обслуживаться этим Service. В данном случае, Pod'ы с меткой app: myapp.
  • ports: Определяет, какие порты будут использоваться. port — это порт, на который клиенты будут отправлять запросы, а targetPort — это порт, на который Service будет перенаправлять трафик внутри Pod'ов.

Зачем это нужно?

Использование Service в Kubernetes позволяет абстрагировать доступ к Pod'ам, обеспечивая стабильность и отказоустойчивость. Даже если Pod'ы перезапускаются или перемещаются между узлами, Service сохраняет стабильный интерфейс для взаимодействия с ними. Это упрощает разработку и эксплуатацию приложений, обеспечивая надежное и предсказуемое поведение системы.