五分钟 k8s入门到实战--跨服务调用

背景

在做传统业务开发的时候，当我们的服务提供方有多个实例时，往往我们需要将对方的服务列表保存在本地，然后采用一定的算法进行调用；当服务提供方的列表变化时还得及时通知调用方。

student:
   url:
   - 192.168.1.1:8081
   - 192.168.1.2:8081

这样自然是对双方都带来不少的负担，所以后续推出的服务调用框架都会想办法解决这个问题。

以 spring cloud 为例：

服务提供方会向一个服务注册中心注册自己的服务（名称、IP等信息），客户端每次调用的时候会向服务注册中心获取一个节点信息，然后发起调用。

但当我们切换到 k8s 后，这些基础设施都交给了 k8s 处理了，所以 k8s 自然得有一个组件来解决服务注册和调用的问题。

也就是我们今天重点介绍的 service。

service

在介绍 service 之前我先调整了源码：

func main() {
   http.HandleFunc("/ping", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
      name, _ := os.Hostname()
      log.Printf("%s ping", name)
      fmt.Fprint(w, "pong")
   })
   http.HandleFunc("/service", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
      resp, err := http.Get("http://k8s-combat-service:8081/ping")
      if err != nil {
         log.Println(err)
         fmt.Fprint(w, err)
         return
      }
      fmt.Fprint(w, resp.Status)
   })  

   http.ListenAndServe(":8081", nil)
}

新增了一个 /service 的接口，这个接口会通过 service 的方式调用服务提供者的服务，然后重新打包。

make docker

同时也新增了一个 deployment-service.yaml:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: k8s-combat-service # 通过标签选择关联
  name: k8s-combat-service
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: k8s-combat-service
  template:
    metadata:
      labels:
        app: k8s-combat-service
    spec:
      containers:
        - name: k8s-combat-service
          image: crossoverjie/k8s-combat:v1
          imagePullPolicy: Always
          resources:
            limits:
              cpu: "1"
              memory: 100Mi
            requests:
              cpu: "0.1"
              memory: 10Mi
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: k8s-combat-service
spec:
  selector:
    app: k8s-combat-service # 通过标签选择关联
  type: ClusterIP
  ports:
    - port: 8081        # 本 Service 的端口
      targetPort: 8081  # 容器端口
      name: app

使用相同的镜像部署一个新的 deployment，名称为 k8s-combat-service，重点是新增了一个kind: Service 的对象。

这个就是用于声明 service 的组件，在这个组件中也是使用 selector 标签和 deployment 进行了关联。

也就是说这个 service 用于服务于名称等于 k8s-combat-service 的 deployment。

下面的两个端口也很好理解，一个是代理的端口， 另一个是 service 自身提供出去的端口。

至于 type: ClusterIP 是用于声明不同类型的 service，除此之外的类型还有：

• NodePort
• LoadBalancer
• ExternalName
  
  等类型，默认是 ClusterIP，现在不用纠结这几种类型的作用，后续我们在讲到 Ingress 的时候会具体介绍。

负载测试

我们先分别将这两个 deployment 部署好：

k apply -f deployment/deployment.yaml
k apply -f deployment/deployment-service.yaml

❯ k get pod
NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
k8s-combat-7867bfb596-67p5m           1/1     Running   0          3h22m
k8s-combat-service-5b77f59bf7-zpqwt   1/1     Running   0          3h22m

由于我新增了一个 /service 的接口，用于在 k8s-combat 中通过 service 调用 k8s-combat-service 的接口。

resp, err := http.Get("http://k8s-combat-service:8081/ping")

其中 k8s-combat-service 服务的域名就是他的服务名称。

如果是跨 namespace 调用时，需要指定一个完整名称，在后续的章节会演示。

我们整个的调用流程如下：

相信大家也看得出来相对于 spring cloud 这类微服务框架提供的客户端负载方式，service 是一种服务端负载，有点类似于 Nginx 的反向代理。

为了更直观的验证这个流程，此时我将 k8s-combat-service 的副本数增加到 2：

spec:
  replicas: 2

只需要再次执行：

❯ k apply -f deployment/deployment-service.yaml
deployment.apps/k8s-combat-service configured
service/k8s-combat-service unchanged

不管我们对 deployment 的做了什么变更，都只需要 apply 这个 yaml 文件即可， k8s 会自动将当前的 deployment 调整为我们预期的状态（比如这里的副本数量增加为 2）；这也就是 k8s 中常说的声明式 API。

可以看到此时 k8s-combat-service 的副本数已经变为两个了。

如果我们此时查看这个 service 的描述时：

❯ k describe svc k8s-combat-service |grep Endpoints
Endpoints:         192.168.130.133:8081,192.168.130.29:8081

会发现它已经代理了这两个 Pod 的 IP。

此时我进入了 k8s-combat-7867bfb596-67p5m 的容器：

k exec -it k8s-combat-7867bfb596-67p5m bash
curl http://127.0.0.1:8081/service

并执行两次 /service 接口，发现请求会轮训进入 k8s-combat-service 的代理的 IP 中。

由于 k8s service 是基于 TCP/UDP 的四层负载，所以在 http1.1 中是可以做到请求级的负载均衡，但如果是类似于 gRPC 这类长链接就无法做到请求级的负载均衡。

换句话说 service 只支持连接级别的负载。

如果要支持 gRPC，就得使用 Istio 这类服务网格，相关内容会在后续章节详解。

总结

总的来说 k8s service 提供了简易的服务注册发现和负载均衡功能，当我们只提供 http 服务时是完全够用的。

相关的源码和 yaml 资源文件都存在这里：

https://github.com/crossoverJie/k8s-combat