深入理解Pod的通信流程

理解K8s中的三个IP概念

对于K8s集群中出现的三个IP概念：Node IP、Pod IP以及Cluster IP，它们分别指向不同的含义：

多个Pod部署在同一个物理机节点(或者虚拟机节点)上，此时这个节点的IP就是Node IP。
由多个pod组成的部署管理对象Deployment，如果需要对外提供访问能力，就必须借助Service, 而service对象本身的IP就是Cluster IP。集群外如果要访问service，就必须通过Cluster IP访问。
每个Pod管理一个或多个容器，Pod本身也有自己的虚拟IP，即Pop IP。

»如何访问Pod中的服务

假设一个 Nginx集群的部署如下：

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
Nginx-6799fc88d8-w7994   1/1     Running   0          120m
Nginx-6799fc88d8-xn4d9   1/1     Running   0          4h29m
Nginx-6799fc88d8-zt2bs   1/1     Running   0          4h23m

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl get deployment
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
Nginx   3/3     3            3           4h29m

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        5h51m
Nginx        NodePort    10.104.80.47   <none>        80:30983/TCP   14s

如果需要调试其中的某一个特定的pod上的服务，这个时候，应该屏蔽其负载均衡的功能，因此，可以采用kube-proxy的方式对指定pod设置一个路由出来：

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl port-forward Nginx-6799fc88d8-w7994 12223:80
Forwarding from 127.0.0.1:12223 -> 80
Forwarding from [::1]:12223 -> 80
Handling connection for 12223

# 启动另外一个terminel
[dockerg@VM-24-6-centos root]$ curl -XGET http://127.0.0.1:12223
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to Nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to Nginx!</h1>
<p>If you see this page, the Nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://Nginx.org/">Nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://Nginx.com/">Nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using Nginx.</em></p>
</body>
</html>

对于NodePort方式，一个定义好的Service，它有自己的ClusterIP以及端口port，它相当于一个集群的负载均衡入口,由clusterIP:clusterPort转发到podIp:podPort，但是cluster-ip只能由集群内部访问，当需要集群外部访问时，则需要采用NodePort方式，顾名思义，就是在物理节点Node上开一个端口，并由它转发到Service的Cluster-IP和Port上。

以上归类了访问服务的四种不同的方式。

Kube-proxy一般用于调试，直接将某个pod的某个端口映射到当前主机的某个pod上。
Cluster-IP提供集群内部的服务发现和负载均衡，但只局限于集群内部访问，如组成集群的多个Pod上的容器。
NodePort即加一层从主机端口到集群端口的映射，支持从集群外部访问服务。
Ingress相当于一个前置的LB网关，支持七层转发。

»Pod的管理

对于Pod的管理，基本上可以由下列这些命令来完成：

创建Deployment，即在Deployment中创建pod副本：

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl create deployment Nginx --image=Nginx --replicas=2 deployment.apps/Nginx 
deployment.apps/Nginx created

查看pods:

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE       NOMINATED NODE   READInesS GATES
Nginx-6799fc88d8-g4xvh   1/1     Running   0          2m29s   172.17.0.3   minikube   <none>           <none>
Nginx-6799fc88d8-xn4d9   1/1     Running   0          2m29s   172.17.0.6   minikube   <none>           <none>

查看pod的详细描述：

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl describe pod Nginx
Name:         Nginx-6799fc88d8-g4xvh
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         minikube/192.168.49.2
Start Time:   Fri, 12 Nov 2021 11:52:37 +0800
Labels:       app=Nginx
              pod-template-hash=6799fc88d8
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           172.17.0.3
IPs:
  IP:           172.17.0.3
Controlled By:  replicaset/Nginx-6799fc88d8
Containers:
  Nginx:
    Container ID:   docker://6d4c63a630ebd345d28f3fb5a7b41ccf849851d0231936d8be0331242bdd512a
    Image:          Nginx
    Image ID:       docker-pullable://Nginx@sha256:dfef797ddddfc01645503cef9036369f03ae920cac82d344d58b637ee861fda1
    Port:           <none>
    Host Port:      <none>
    State:          Running
      Started:      Fri, 12 Nov 2021 11:52:40 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-n4c9b (ro)
Conditions:
...

伸缩容，修改Pod的副本数：

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl patch deployment Nginx -p '{"spec":{"replicas":3}}' -n default
deployment.apps/Nginx patched

[dockerg@VM-24-6-centos root]$ kubectl get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
Nginx-6799fc88d8-g4xvh   1/1     Running   0          6m23s
Nginx-6799fc88d8-xn4d9   1/1     Running   0          6m23s
Nginx-6799fc88d8-zt2bs   1/1     Running   0          22s

删除pod：

kubectl delete deployment Nginx

通过配置文件创建，同时指定多个容器：

kubectl create -f ./Nginx.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
Metadata:
  name: Nginx
  labels:
    app: Nginx
spec:
  containers:
    - name: n1
      image: Nginx
      ports:
        - containerPort: 80
    - name: n2
      image: Nginx
      ports:
        - containerPort: 81

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