kube-proxy的功能說明

Kube-proxy的功能

我們知道POD的IP是動态配置設定的而且經常會變，是以為了可以通過一個不太容易變化的IP通路POD就會使用一個叫做service的東西，通過标簽選擇器和POD進行關聯。

Service提供常用的類型有：

• ClusterIP，也是預設方式。Service會配置設定一個叢集内部的固定虛拟IP，實作叢集内通過該IP來對POD進行通路。這個又有兩類，上面說到的最普通的Service，ClusterIP還有一種是Headless Service，這種形式不會配置設定IP也不會通過kube-proxy做反向代理或者負載均衡，而是通過DNS提供穩定的網絡ID來通路，DNS會将headless service的後端直接解析為POD的IP清單，這種主要是共StatefulSet類型使用。
• NodePort，這種類型的Service是除了使用ClusterIP的功能外還會映射一個主控端随機端口到service上，這樣叢集外部可以通過主控端IP+随機端口來通路。
• LoadBalancer：和nodePort類似，不過除了使用ClusterIP和NodePort之外還會向使用的公有雲申請一個負載均衡器，進而實作叢集外部通過LB來通路服務
• ExternalName：是Service的一種特例，此模式主要面對運作在叢集外部的服務，通過它可以将外部服務映射到k8s叢集，具備k8s内服務的一些特性，來為叢集内部提供服務。

我們要說一下ClusterIP這個東西，這是通過yaml安裝的一個coredns插件，它就的配置清單中就定義了service。

這個servic ip位址段是在部署API SERVER時API SERVER服務啟動配置檔案中定義的位址段。而且在Flannel中都沒有這個位址段。相比之下POD的IP其實是實實在在配置在容器中的，最終要的是叢集中任何節點上都沒有關于這個網段的路由資訊，那麼叢集内部是如何通過這個完全虛拟的IP來通路的呢？這就要說到kube-proxy了

你看在叢集的任何機器上都可以PING通這個位址。我們來看看這個svc的詳情

這個10.254.0.2 serviceIP關聯了Endpoints（這裡是2個endpoints因為POD開放了TCP和UDP的53号端口，是以是2個）。那麼現在就有了一個大緻的認識就是你通路10.254.0.2就是通路172.30.23.2，而這個172的IP就是POD的真實IP，這個IP段是在Flannel上配置過的。下面再來看一張圖：

在IPVS規則中定義了通路10.254.0.2就會轉發到172.30.23.2，而172.30.23.2就是POD的IP。

是以通過上面我們就知道它其實是通過IPVS規則來轉發的根本不是通過路由來實作的。可是你想過沒有這個規則是誰生成的呢？其實就是kube-proxy來生成的，而且這樣的規則會同步到叢集其他機器上，哪怕這個POD沒有運作在自己的機器上也要有這樣的規則，隻有這樣才能保證叢集任何一台主機都可以通過這個serviceIP來通路到POD，當面臨跨主機的時候才會用到路由規則，由Flannel的隧道來進行轉發到真實POD所在主機，然後由該主機的kube-proxy來轉發到具體的POD上。

這時候我們就明白了kube-proxy的大緻作用，當service有了IP、端口以及POD的IP和端口對應關系以及主控端随機端口到service的映射，就可以完成對内、外請求的轉發，而轉發就是，本地轉發還是用IPVS規則，而遠端則用了路由資訊。

叢集中每個NODE都運作一個kube-proxy程序，這個就是service的載體。它負責建立和删除包括更新IPVS規則、通知API SERVER自己的更新，或者從API SERVER哪裡擷取其他kube-proxy的IPVS規則變化來更新自己的。我們說了多次IPVS，其實kube-proxy支援3中模式

Userspace模式

userspace，這種模式時最早的，不過已經不推薦使用了，效率低，因為需要在核心空間和使用者空間轉換。

Iptables模式

這是預設方案，在核心中通過iptables的NAT實作本地轉發和負載均衡。在大規模試用下存在性能問題。

Ipvs模式

可選方案，如果核心支援且使用者指定那麼kube-proxy将使用這種模式。在早期版本的K8S中不支援。

如果POD不在本機怎麼辦

本機是srv01而這個coredns是運作在srv02上，你從srv01通路會先進行ipvs找到目标POD的IP位址，發現不在本機就通過路由，通路的網段172.30.23.0走flannel.1這個網絡接口，這個接口其實和其他主機的flannel.1通過實體鍊路做了隧道，是以就可以通。那麼10.254.0.2是如何與這個172.30.23.2這個IP建立關系的呢？其實就是service，看下圖