文章目錄

• 1. 概述
• • 1.1 service種類
• 2. Node IP
• 3. Pod IP
• 4. Service Cluster IP
• • 4.1 Cluster IP原理
• 5. External IP
• 參考

關(guān)聯(lián)文章：
《k8s 核心概念 2 service》service 概述
第五章 服務service 一 ( dns、ENDPOINTS) service 作用
第五章 服務service 二

【k8s】Service種類、類型(ClusterIP、NodePort、LoadBalancer、ExternalName) service的幾種類型
K8S中的IP地址(Node IP、Pod IP、Cluster IP、External IP) 和service有關(guān)聯(lián)的一些ip概念

1. 概述

通過《k8s 核心概念 2 service》我們知道service 的作用是提供另一種方式去訪問pod，與直接訪問pod相比，此時，service 可以避免pod發(fā)生變化后ip變化的問題。

此外，service存在不同的類型，例如Cluster IP類型僅能在集群內(nèi)部訪問，而External IP類型可以在服務外訪問。不同的類型，會產(chǎn)生不同的ip字段，在不同場景下會有不同的字段出現(xiàn)。

kubernetes里有三張不同的網(wǎng)絡，每種IP地址，就代表一個不同的尋址空間：

• Node IP：Node節(jié)點的IP地址
• Pod IP：Pod的IP地址
• Cluster IP：內(nèi)部或集群內(nèi)訪問Service的IP地址
• External IP是 為了解決如何從外部訪問 service 服務的問題。

Node IP包含內(nèi)部IP和外部IP2個概念，內(nèi)部IP讓集群節(jié)點互相訪問，外部IP提供了外部訪問功能。

Pod IP提供訪問pod功能，但僅限于集群內(nèi)訪問，不能從外部訪問。但是存在缺點，pod如果掛掉再重啟，IP會變。

Cluster IP是service Cluster IP，是服務中的一種，該類型的服務僅能從內(nèi)部訪問，間接訪問pod。該服務提供了通過標簽管理一組pod，即使Pod IP變化，重啟后，他的標簽不會變，仍受其管理，因此，解決了之前提到的Pod IP會變的問題。并且由于這一組pod通常是完成相同功能的，例如都是通過8080端口提供天氣查詢服務，因此servie可以采用隨機或其他負載均衡策略，轉(zhuǎn)發(fā)至相應的pod。

External IP是 為了解決如何從外部訪問 service 服務的問題。

1.1 service種類

【k8s】Service種類、類型(ClusterIP、NodePort、LoadBalancer、ExternalName) service的幾種類型

2. Node IP

Node IP分內(nèi)部和外部，內(nèi)部IP僅限集群內(nèi)訪問，外部IP可以從外部訪問。

首先，Node IP是kubernetes集群中每個節(jié)點的物理網(wǎng)卡的IP地址（包括虛擬機的網(wǎng)卡），這是一個真實存在的物理網(wǎng)絡，所有屬于這個網(wǎng)絡的服務器之間都能通過這個網(wǎng)絡進行通信，不管他們中是否有部分節(jié)點不屬于這個kebernetes集群。這也表明了Kubenetes集群之外的節(jié)點訪問Kubernetes之內(nèi)的某個節(jié)點或者TCP/IP服務時，必須要通過Node IP進行通信。

內(nèi)部的node IP是指k8s 管理集群內(nèi)的節(jié)點，自然需要給每個節(jié)點分配IP。此時是最最原始的狀態(tài)。這個ip有什么用？很有用，例如像查看某個pod運行在哪個節(jié)點上，例如圖3；有時候需要指定pod安裝至指定的node上，此時，就需要指定node IP。

外部的Node IP通常是指每個節(jié)點在局域網(wǎng)內(nèi)或公開的IP，可以讓不在集群內(nèi)的主機或客戶端可以訪問的IP。


可以把外部Node IP理解成護照，國際通用，而內(nèi)部Node IP理解成身份證，僅限國內(nèi)使用

nodeIP一般不會單獨使用，例如你要訪問Node1的pod1，因為Node1還存在Pod2等很多其他Pod，無法僅通過ip，還得借助其他參數(shù)，例如一個端口來映射某個pod，例如在NodePort類型的Service，每個Service都會在Node節(jié)點上開通一個端口，外部可以通過NodeIP:NodePort即可訪問Service里的Pod,和我們訪問服務器部署的項目一樣，IP:端口/項目名

在kubernetes查詢內(nèi)部Node IP：
1.kubectl get nodes
2.kubectl describe node nodeName

顯示出來的Internal-IP字段就是NodeIP

或者直接查詢 kubectl get nodes -o wide：

3. Pod IP

其次，Pod IP是每個Pod的IP地址，它是Docker Engine根據(jù)docker0網(wǎng)橋的IP地址段進行分配的，通常是一個虛擬的二層網(wǎng)絡，前面我們說過，Kubernetes要求位于不同Node上的Pod能夠彼此直接通信，所以Kuberntes里一個Pod里的容器訪問另外一個Pod里的容器，就是通過Pod IP所在的虛擬二層網(wǎng)絡進行通信的，而真實的TCP/IP流量則是通過Node IP所在的物理網(wǎng)卡流出的。

在kubernetes查詢Pod IP：
1.kubectl get pods
2.kubectl describe pod podName

該方法的截圖省略。

或者直接查詢 kubectl get pod -o wide：

其中IP字段指pod的IP，node字段指運行在哪個節(jié)點上，也就是Node IP(這里對應node IP的內(nèi)部IP概念，對應前面提到的Internal-IP字段)

4. Service Cluster IP

Service是Kubernetes最核心的概念，通過創(chuàng)建Service，可以為一組具有相同功能的容器用用提供一個統(tǒng)一的入口地址，并且將請求進行負載分發(fā)到后端的各個容器應用上。

最后，我們說說Service的Cluster IP，翻譯過來是集群IP，它也是一個虛擬的IP，但更像一個“偽造”的IP網(wǎng)絡，原因有一下幾點：

• Cluster IP僅僅作用于kubernetes Service這個對象，并由Kubernetes管理和分配IP地址（來源于Cluster IP地址池）
• Cluster IP無法被ping **注意，很重要**，因為沒有一個“實體網(wǎng)絡對象”來響應
• Cluster IP只能結(jié)合Service Port組成一個具體的通信端口，單獨的Cluster IP不具備TCP/IP通信的基礎(chǔ)，并且它們屬于Kubernetes集群這樣一個封閉的空間，集群之外的節(jié)點如果要訪問這個通信端口，則需要做一些額外的工作。
• 在Kubernetes集群之內(nèi)，Node IP網(wǎng)，Pod IP網(wǎng)與Cluster IP網(wǎng)之間的通信，采用的是Kubernetes自己設計的一種編程方式的特殊的路由規(guī)則，與我們所熟知的IP路由有很大的不同。

根據(jù)上面的分析和總結(jié)，我們基本明白了：Service的Cluster IP屬于Kubernetes集群內(nèi)部的地址，無法在集群外部直接使用這個地址。那么矛盾來了：實際上我們開發(fā)的業(yè)務系統(tǒng)中肯定多少有一部分要提供給Kubernetes集群外部的應用或者用戶來使用的，NodePort是解決上述問題最直接、最有效、最常用的做法，這個主題以后再說。

4.1 Cluster IP原理

Cluster IP是由kube-proxy使用Iptables規(guī)則重新定向到其本地端口，再均衡到后端Pod的。這個地址從我們啟動API的service-cluster-ip-range參數(shù)(舊版本為portal_net參數(shù))指定的地址池中分配，比如–service-cluster-ip-range=10.0.0.0/16。假設這個Service的端口是1234。集群內(nèi)的所有kube-proxy都會注意到這個Service。當proxy發(fā)現(xiàn)一個新的service后，它會在本地節(jié)點打開一個任意端口，建相應的iptables規(guī)則，重定向服務的IP和port到這個新建的端口，開始接受到達這個服務的連接。

當一個客戶端訪問這個service時，這些iptable規(guī)則就開始起作用，客戶端的流量被重定向到kube-proxy為這個service打開的端口上，kube-proxy隨機選擇一個后端pod來服務客戶。這個流程如下圖所示：

5. External IP

External IP是 為了解決如何從外部訪問 service 服務的問題。

外部訪問Service的方式有兩種：

1）通過設置nodePort映射到物理機，同時設置Service的類型為NodePort。

2）通過設置LoadBalancer映射到云服務上提供的LoadBalancer地址。這種用法僅用于公有云服務提供商的云平臺設置Service的場景。對該Service的請求將會通過LoadBalancer轉(zhuǎn)發(fā)到后端Pod上，負載分發(fā)的實現(xiàn)方式則依賴于云服務商提供的LoadBalancer的實現(xiàn)機制。

以NodePort類型的服務:為例：

看看EXTERNAL -IP列。它顯示nodes, 表明服務可通過任何集群節(jié)點的IP地址訪問。PORT (S)列顯示集群IP (8 0) 的內(nèi)部端口和節(jié)點端口(30123), 可以通過以下地址訪問該服務：
? 10.11.254.223:80
? <節(jié)點1 node’sIP>:30123
? <節(jié)點2 node’sIP>:30123, 等等

loadbalancer類型的服務：

負載均衡器的對外 IP地址為130.211.53.173, 因此現(xiàn)在可以通過該IP 地址訪問該服務：

參考

K8S中的IP地址
k8s之PodIP、ClusterIP和ExternalIP

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【k8s】K8S中的IP地址(Node IP、Pod IP、Cluster IP、External IP、Internal-IP)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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