k8s 中的 service 如何找到绑定的 Pod 以及如何实现 Pod 负载均衡( 三 ) _生活百科

可以看到该模式下 iptables 来做用户态的入口，kube-proxy 只是持续监听 Service 以及 Endpoints 对象的变化，iptables 通过设置的转发策略，直接将对 VIP 的请求转发给后端 Pod，iptables 使用 DNAT 来完成转发，其采用了随机数实现负载均衡。
如果 kube-proxy 在 iptables 模式下运行，并且所选的第一个 Pod 没有响应，则连接失败。这与用户空间模式不同：在这种情况下，kube-proxy 将检测到与第一个 Pod 的连接已失败，并会自动使用其他后端 Pod 重试。
该模式相比 userspace 模式，克服了请求在用户态-内核态反复传递的问题，性能上有所提升，但使用 iptables NAT 来完成转发，存在不可忽视的性能损耗，iptables 模式最主要的问题是在 service 数量大的时候会产生太多的 iptables 规则，使用非增量式更新会引入一定的时延，大规模情况下有明显的性能问题。
ipvs当集群的规模比较大时，iptables 规则刷新就会很慢，难以支撑大规模的集群。因为 iptables 的底层实现是链表，对路由规则的增删查改都需要遍历一次链表。
在 kubernetes v1.2 之后 ipvs 成为kube-proxy的默认代理模式。ipvs 正是解决这一问题的，ipvs 是 LVS 的负载均衡模块，与 iptables 比较像的是，ipvs 的实现虽然也基于 netfilter 的钩子函数，但是它却使用哈希表作为底层的数据结构并且工作在内核态，也就是说 ipvs 在重定向流量和同步代理规则有着更好的性能，几乎允许无限的规模扩张。

文章插图
ipvs 支持三种负载均衡模式：
1、DR模式（Direct Routing）；
2、NAT 模式（Network Address Translation）；
3、Tunneling（也称 ipip 模式）。
三种模式中只有 NAT 支持端口映射，所以 ipvs 使用 NAT 模式。linux 内核原生的 ipvs 只支持 DNAT，当在数据包过滤，SNAT 和支持 NodePort 类型的服务这几个场景中ipvs 还是会使用 iptables 。
ipvs 也支持更多的负载均衡算法：

rr：round-robin/轮询；
lc：least connection/最少连接；
dh：destination hashing/目标哈希；
sh：source hashing/源哈希；
sed：shortest expected delay/预计延迟时间最短；
nq：never queue/从不排队

kernelspacekernelspace 模式是 windows 上的代理模式，这里不展开讨论了
服务发现service 的 endpoints 解决了容器发现问题，但是不提前知道 service 的 Cluster IP，就无法知道 service 服务了。Kubernetes 支持两种基本的服务发现模式 —— 环境变量和 DNS 。
环境变量当一个 pod 创建完成之后，kubelet 会在该 pod 中注册该集群已经创建的所有 service 相关的环境变量，但是需要注意的是，在 service 创建之前的所有 pod 是不会注册该环境变量的，所以在平时使用时，建议通过 DNS 的方式进行 service 之间的服务发现。
举个例子，一个名称为 redis-primary 的 Service 暴露了 TCP 端口 6379，同时给它分配了 Cluster IP 地址 10.0.0.11，这个 Service 生成了如下环境变量：
REDIS_PRIMARY_SERVICE_HOST=10.0.0.11REDIS_PRIMARY_SERVICE_PORT=6379REDIS_PRIMARY_PORT=tcp://10.0.0.11:6379REDIS_PRIMARY_PORT_6379_TCP=tcp://10.0.0.11:6379REDIS_PRIMARY_PORT_6379_TCP_PROTO=tcpREDIS_PRIMARY_PORT_6379_TCP_PORT=6379REDIS_PRIMARY_PORT_6379_TCP_ADDR=10.0.0.11DNS可以在集群中部署 CoreDNS 服务(旧版本的 kubernetes 群使用的是 kubeDNS)，来达到集群内部的 pod 通过DNS 的方式进行集群内部各个服务之间的通讯。
当前 kubernetes 集群默认使用 CoreDNS 作为默认的 DNS 服务，主要原因是 CoreDNS 是基于 Plugin 的方式进行扩展的，简单，灵活，并且不完全被Kubernetes所捆绑。