k8s 如何获取对外的端口

在 Kubernetes (k8s) 中，可以通过NodePort、LoadBalancer、Ingress等方式获取对外的端口。NodePort 是最简单的方式，它将服务暴露在每个节点上的一个特定端口上，这个端口范围通常是30000-32767。使用 NodePort 时，你需要知道节点的IP地址和服务的NodePort，才能访问服务。LoadBalancer 方式更适合生产环境，它会创建一个外部负载均衡器，并将流量分发到各个节点上的服务实例。Ingress 则提供了一种更灵活和全面的方式来管理外部访问，通过定义规则，可以将HTTP和HTTPS流量路由到集群内的不同服务。下面将详细介绍每种方式的使用方法及其优缺点。

一、NODEPORT

NodePort 是一种最简单的方式，用于将 Kubernetes 服务暴露给外部流量。它在每个节点上的特定端口（范围是30000-32767）上打开，并将流量转发到内部的服务。要使用 NodePort，你需要在服务的配置文件中指定 type: NodePort。

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: type: NodePort selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080 nodePort: 30007

部署后，你可以通过 <NodeIP>:<NodePort> 访问服务。例如，如果你的节点IP是 192.168.1.100，你可以通过 http://192.168.1.100:30007 访问服务。

优点：

简单易用，适用于开发和测试环境。
无需额外配置，直接在服务文件中指定即可。

缺点：

端口范围有限，可能会与其他服务冲突。
不适合生产环境，因为它暴露了集群的内部结构。

二、LOADBALANCER

LoadBalancer 是一种更为高级的方式，适用于生产环境。它会在云提供商（如 AWS、GCP、Azure）上创建一个外部负载均衡器，并将流量分发到各个节点上的服务实例。

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: type: LoadBalancer selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080

部署后，Kubernetes 会自动创建一个外部负载均衡器，并分配一个外部IP地址。你可以通过这个外部IP地址访问服务。

优点：

适合生产环境，提供高可用性和负载均衡。
自动管理，无需手动配置和维护。

缺点：

依赖云提供商，不适用于自托管的Kubernetes集群。
成本较高，因为需要支付负载均衡器的费用。

三、INGRESS

Ingress 提供了一种更灵活和全面的方式来管理外部访问。它可以定义一组规则，用于将HTTP和HTTPS流量路由到集群内的不同服务。要使用 Ingress，你需要先部署一个Ingress Controller（如 nginx-ingress-controller）。

apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: Ingress metadata: name: my-ingress spec: rules: - host: myapp.example.com http: paths: - path: / pathType: Prefix backend: service: name: my-service port: number: 80

部署后，你可以通过 myapp.example.com 访问服务。需要注意的是，你需要配置DNS记录，将域名指向Ingress Controller的IP地址。

优点：

灵活性高，可以根据不同的规则路由流量。
集中管理，可以统一管理多个服务的外部访问。

缺点：

配置复杂，需要额外的Ingress Controller和DNS配置。
性能开销，Ingress Controller会带来额外的性能开销。

四、PORT-FORWARD

Port-Forward 是一种临时的方式，用于将本地计算机的端口转发到Pod的端口上。它适用于调试和测试，而不是长期的生产环境。

使用kubectl命令可以轻松实现端口转发：

kubectl port-forward svc/my-service 8080:80

这条命令会将本地计算机的8080端口转发到名为 my-service 的服务的80端口。你可以通过 http://localhost:8080 访问服务。

优点：

简便快捷，适用于调试和测试。
无需额外配置，直接使用kubectl命令。

缺点：

临时性，不适用于长期使用。
本地限制，只能在本地计算机上访问。

五、HOSTPORT

HostPort 是另一种将Pod直接暴露给外部流量的方式。它将Pod的端口绑定到宿主机的端口上。这种方式在某些特定场景（如网络插件不支持NodePort或LoadBalancer）下有用，但不推荐在大多数情况下使用。

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: my-pod spec: containers: - name: my-container image: my-image ports: - containerPort: 8080 hostPort: 8080

这种方式下，你可以通过宿主机的IP地址和端口号访问Pod。例如，如果宿主机的IP地址是 192.168.1.100，你可以通过 http://192.168.1.100:8080 访问Pod。

优点：

简单直接，无需额外配置。
适用于某些特定场景，如网络插件限制。

缺点：

端口冲突风险高，可能会与其他服务冲突。
不推荐在大多数情况下使用，因为它破坏了Kubernetes的网络抽象。

六、CLUSTERIP

ClusterIP 是Kubernetes中默认的服务类型，用于在集群内部暴露服务。虽然它不能直接用于外部访问，但可以结合其他方式（如 Ingress）来实现对外暴露。

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080 clusterIP: 10.96.0.1

优点：

默认配置，无需额外指定。
内部通信，适用于集群内部的服务间通信。

缺点：

无法直接对外暴露，需要结合其他方式实现外部访问。

七、EXTERNALNAME

ExternalName 是一种特殊的服务类型，用于将服务映射到外部DNS名称。它不实际创建任何代理，而是直接返回外部名称的CNAME记录。

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: type: ExternalName externalName: external-service.example.com

这种方式适用于需要将Kubernetes服务映射到外部服务（如外部数据库或API）的场景。

优点：

直接映射，无需额外配置。
适用于外部服务，方便将Kubernetes服务与外部服务集成。

缺点：

功能有限，仅适用于特定场景。
依赖外部DNS，可能会受到DNS解析的影响。

八、USING METALLB FOR BARE-METAL CLUSTERS

在裸金属（Bare-Metal）环境中，无法使用云提供商提供的负载均衡器，但可以使用 MetalLB 实现类似的功能。 MetalLB 是一个Kubernetes负载均衡器实现，它允许在裸金属环境中使用标准的 LoadBalancer 服务类型。

首先，安装MetalLB：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.9.3/manifests/namespace.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.9.3/manifests/metallb.yaml

然后，配置IP地址池：

apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: namespace: metallb-system name: config data: config: | address-pools: - name: default protocol: layer2 addresses: - 192.168.1.240-192.168.1.250

最后，创建一个 LoadBalancer 服务：

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: type: LoadBalancer selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080

MetalLB 会自动分配一个IP地址给这个服务，你可以通过这个IP地址访问服务。

优点：

适用于裸金属环境，无需依赖云提供商。
提供负载均衡功能，适合生产环境。

缺点：

需要额外安装和配置，增加了管理复杂性。
依赖网络配置，需要预留IP地址池。

九、USING EXTERNALDNS FOR AUTOMATIC DNS UPDATES

ExternalDNS 是一个Kubernetes控制器，用于将服务的IP地址自动更新到外部DNS提供商。它支持多种DNS提供商，如 AWS Route 53、Google Cloud DNS 和 Cloudflare。

首先，安装ExternalDNS：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-sigs/external-dns/master/docs/contributing/crd-source/crd-manifest.yaml kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-sigs/external-dns/master/docs/contributing/crd-source/crd-manifest.yaml

然后，配置ExternalDNS：

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: external-dns spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: external-dns template: metadata: labels: app: external-dns spec: containers: - name: external-dns image: k8s.gcr.io/external-dns/external-dns:v0.7.3 args: - --source=service - --source=ingress - --provider=aws - --policy=sync - --aws-zone-type=public - --registry=txt - --txt-owner-id=my-cluster

最后，在服务或Ingress中添加注释，以便ExternalDNS识别：

apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service annotations: external-dns.alpha.kubernetes.io/hostname: myapp.example.com spec: type: LoadBalancer selector: app: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080

优点：

自动化DNS更新，减少手动配置。
支持多种DNS提供商，灵活性高。

缺点：

额外的安装和配置，增加了复杂性。
依赖外部DNS提供商，可能会受到DNS解析的影响。

综上所述，Kubernetes 提供了多种方式来获取对外的端口，根据不同的需求和场景选择合适的方式，可以有效地管理和优化集群的外部访问。

相关问答FAQs：

K8s 如何获取对外的端口？

Kubernetes（K8s）作为一个强大的容器编排工具，为应用程序的部署、扩展和管理提供了灵活的解决方案。在现代的微服务架构中，了解如何获取对外的端口是确保服务可访问性和可靠性的关键。下面将详细探讨这一主题。

1. K8s 中的服务类型

在 Kubernetes 中，服务（Service）是一个抽象层，它定义了一组逻辑上的 Pod 以及访问这些 Pod 的策略。K8s 提供了多种服务类型，以便在不同场景下获取对外的端口。

ClusterIP：这是默认的服务类型，只能在集群内部访问。它不会暴露端口到外部。
NodePort：此类型的服务将服务暴露在每个节点的特定端口上，外部流量可以通过节点的 IP 地址和 NodePort 进行访问。
LoadBalancer：当你在云环境中运行 K8s 时，LoadBalancer 服务类型会自动创建一个外部负载均衡器，并将流量转发到服务对应的 Pods。
Ingress：Ingress 是一种更复杂的方式，允许通过 HTTP 和 HTTPS 协议，提供基于 URL 路径的路由，并支持 SSL/TLS 终止。

2. 如何获取 NodePort 和 LoadBalancer 服务的端口？

获取对外端口的方式取决于服务的类型。

获取 NodePort

创建 NodePort 类型的服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nodeport-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30007

使用 kubectl get services 命令查看已创建服务的信息。
```
kubectl get svc my-nodeport-service
```
在输出中，可以找到 NodePort 列，显示了分配给该服务的端口号。

获取 LoadBalancer

创建 LoadBalancer 类型的服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-loadbalancer-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080

同样使用 kubectl get services 命令查看服务状态。
```
kubectl get svc my-loadbalancer-service
```
在输出中，可能会看到 EXTERNAL-IP 列显示了外部负载均衡器的 IP 地址。

3. 通过 Ingress 获取对外的端口

Ingress 控制器负责管理外部 HTTP(S) 访问，通过配置 Ingress 资源来实现。以下是获取 Ingress 对外端口的步骤。

创建 Ingress 资源。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
spec:
  rules:
    - host: myapp.example.com
      http:
        paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: my-service
                port:
                  number: 80

部署 Ingress 控制器，比如 Nginx Ingress Controller。
使用 kubectl get ingress 命令查看 Ingress 的状态。
```
kubectl get ingress my-ingress
```
通过 Ingress 的 ADDRESS 列可以获取到外部访问的地址。