k8s负载原理，Kubernetes NodePort负载均衡原理与实践

欧气 2024年11月02日 01:35 0 0

随着云计算和容器技术的快速发展，Kubernetes（简称K8s）已成为企业级应用部署和运维的利器，K8s提供了丰富的资源管理、服务发现、负载均衡等功能，其中NodePort负载均衡是K8s中常用的服务暴露方式之一，本文将深入探讨K8s NodePort负载均衡原理，并结合实际案例进行实践分析。

二、Kubernetes NodePort负载均衡原理

1、NodePort简介

NodePort是一种Kubernetes服务类型，它允许用户将服务暴露在K8s集群中任意节点的指定端口上，当外部请求到达集群中某个节点的指定端口时，K8s会根据服务配置的负载均衡策略将请求转发到对应的后端Pod。

2、NodePort工作原理

k8s负载原理，Kubernetes NodePort负载均衡原理与实践

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（1）创建NodePort类型的服务

在K8s中，创建NodePort类型的服务需要指定三个参数：端口、目标端口和NodePort端口，端口为服务的监听端口，目标端口为Pod中容器暴露的端口，NodePort端口为集群中任意节点的监听端口。

（2）创建负载均衡器

K8s会为NodePort类型的服务创建一个内部负载均衡器，该负载均衡器负责将外部请求转发到对应的后端Pod，当外部请求到达某个节点的NodePort端口时，负载均衡器会根据后端Pod的健康状态和权重进行负载均衡，将请求转发到相应的Pod。

（3）Pod与Node之间的通信

当负载均衡器将请求转发到后端Pod后，Pod会处理请求并返回响应，Pod需要将响应返回给请求者，由于Pod位于集群内部，它无法直接与请求者通信，K8s会通过Pod所在的Node上的端口进行转发，实现Pod与请求者之间的通信。

3、NodePort负载均衡策略

K8s默认使用轮询策略进行负载均衡，用户还可以自定义负载均衡策略，如最少连接、源IP哈希等，以下是一些常见的负载均衡策略：

k8s负载原理，Kubernetes NodePort负载均衡原理与实践

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（1）轮询（Round Robin）：将请求均匀地分配给后端Pod。

（2）最少连接（Least Connections）：将请求分配给连接数最少的Pod。

（3）源IP哈希（Source IP Hash）：根据请求者的IP地址将请求分配给固定的Pod。

三、Kubernetes NodePort负载均衡实践

以下是一个使用NodePort负载均衡的K8s实践案例：

1、创建一个NodePort类型的服务

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30000

2、部署后端Pod

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: my-container
        image: my-image
        ports:
        - containerPort: 8080

3、查看NodePort端口

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