Kas yra Service'ai Kubernetes'e ir kuo skiriasi ClusterIP, NodePort ir LoadBalancer?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Service** suteikia stabilų tinklo tapatumą (virtualų IP ir DNS vardą) *Pod'ų aibei*, parinktai pagal label'ius. Kadangi Pod'ai yra laikini ir keičia IP, Service yra pastovus adresas, kurį naudoja klientai, ir jis **balansuoja apkrovą (load-balances)** tarp sveikų Pod'ų už jo.

## Kodėl egzistuoja Service'ai

```text
Pod'ai atsiranda ir dingsta (kaskart naujas IP). Klientams reikia STABILAUS endpoint'o.
Service:
  → parenka Pod'us pagal label (selector: app=web)
  → gauna fiksuotą virtualų IP + DNS vardą (web.default.svc.cluster.local)
  → balansuoja užklausas tarp tinkančių, JAU PARUOŠTŲ (READY) Pod'ų
```

## Trys pagrindiniai Service tipai

```text
ClusterIP    (numatytasis) → pasiekiamas TIK klasterio viduje
                             pod-to-pod / vidiniam service ryšiui
NodePort                   → atveria portą KIEKVIENAME node (30000-32767)
                             išorinis srautas kerta nodeIP:nodePort → Service → Pod'ai
LoadBalancer               → sukuria išorinį cloud load balancer'į
                             suteikia viešą IP, nukreipiantį į Service
```

```text
       Internet
          │
   ┌──────┴───────┐
   │ LoadBalancer │  (cloud LB, viešas IP)     ← viešiems service'ams
   └──────┬───────┘
          │
   ┌──────┴───────┐
   │  NodePort    │  (node:30080)              ← atveria kiekviename node
   └──────┬───────┘
          │
   ┌──────┴───────┐
   │  ClusterIP   │  (10.96.x.x, vidinis)      ← bazinis statybinis blokas
   └──────┬───────┘
       Pod'ai (app=web)
LoadBalancer statomas ant NodePort, o šis — ant ClusterIP.
```

## ClusterIP (vidinis)

```yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  type: ClusterIP          # numatytasis; galima praleisti
  selector:
    app: web               # tinka Pod'ams su label app=web
  ports:
    - port: 80             # Service portas
      targetPort: 8080     # konteinerio portas
```

Kiti Pod'ai pasiekia jį per DNS: `http://web` (tas pats namespace) arba `http://web.default.svc.cluster.local`.

## NodePort ir LoadBalancer

```yaml
# NodePort — kiekvienas node klauso ant nodePort ir persiunčia į Service
spec:
  type: NodePort
  selector: { app: web }
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30080      # neprivalomas; 30000-32767
---
# LoadBalancer — cloud sukuria išorinį LB su viešu IP
spec:
  type: LoadBalancer
  selector: { app: web }
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
```

```bash
kubectl get svc            # matyti tipus, cluster IP ir external IP
kubectl get endpoints web  # tikrieji Pod'ų IP už Service
```

## Kodėl tai svarbu

Service'ai yra tai, kaip veikia tinklas Kubernetes'e, tad suprasti juos ir tipų hierarchiją yra esminė, kasdienė žinia. Kadangi Pod'ai yra laikini ir gauna naujus IP kiekvieną kartą atkurti, negalite nukreipti klientų tiesiai į Pod'ų IP; **Service** tai išsprendžia suteikdamas **stabilų virtualų IP ir DNS vardą** prieš pagal label'ius parinktą Pod'ų aibę ir **balansuodamas apkrovą** tik tarp tų Pod'ų, kurie yra Ready. Trys tipai sudaro sluoksniuotą progresiją: **ClusterIP** (numatytasis) suteikia tik vidinį adresą pod-to-pod ir service-to-service ryšiui ir yra bazinis statybinis blokas; **NodePort** atveria fiksuotą portą kiekviename node, kad išorinis srautas galėtų pasiekti Service; o **LoadBalancer** eina toliau ir sukuria išorinį cloud load balancer'į su viešu IP — kiekvienas tipas statomas ant žemesniojo. Žinojimas, kurio griebtis — ClusterIP vidiniam microservice srautui, NodePort baziniam išoriniam priėjimui ar on-prem aplinkoms, LoadBalancer viešam endpoint'ui atverti cloud'e (o praktikoje — Ingress prieš ClusterIP Service'us HTTP maršrutizavimui) — yra esminis projektuojant, kaip komponentai kalbasi tarpusavyje ir su išoriniu pasauliu. Kadangi beveik kiekvienam realiam workload'ui reikia stabilaus ryšio ir apkrovos balansavimo, Service'ų ir jų tipų supratimas yra pamatinė Kubernetes tinklo žinia, nuolat iškylanti tiek projektuojant, tiek ieškant gedimų.

Kodėl egzistuoja Service'ai

Trys pagrindiniai Service tipai

ClusterIP (vidinis)

NodePort ir LoadBalancer

Kodėl tai svarbu

Susiję klausimai