Service trong Kubernetes là gì, và ClusterIP, NodePort, LoadBalancer khác nhau thế nào?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Service** trao một danh tính mạng ổn định (một IP ảo và một tên DNS) cho *một tập hợp Pod* được chọn theo label. Vì Pod là phù du và thay đổi IP, Service chính là địa chỉ bền vững mà client dùng, và nó **cân bằng tải (load-balance)** qua các Pod khỏe mạnh phía sau.

## Vì sao cần Service

```text
Pod đến rồi đi (IP mới mỗi lần). Client cần một ĐIỂM CUỐI ỔN ĐỊNH.
Một Service:
  → chọn Pod theo label  (selector: app=web)
  → nhận một IP ảo cố định + tên DNS (web.default.svc.cluster.local)
  → cân bằng tải request qua các Pod khớp và ĐÃ SẴN SÀNG (Ready)
```

## Ba loại Service chính

```text
ClusterIP    (mặc định) → chỉ truy cập được BÊN TRONG cluster
                          dùng cho giao tiếp pod-to-pod / service nội bộ
NodePort               → mở một cổng trên MỌI node (30000-32767)
                          lưu lượng ngoài vào nodeIP:nodePort → Service → Pod
LoadBalancer           → cấp phát một load balancer đám mây bên ngoài
                          cho một IP công khai định tuyến tới Service
```

```text
       Internet
          │
   ┌──────┴───────┐
   │ LoadBalancer │  (LB cloud, IP công khai)  ← cho dịch vụ công khai
   └──────┬───────┘
          │
   ┌──────┴───────┐
   │  NodePort    │  (node:30080)              ← mở trên mỗi node
   └──────┬───────┘
          │
   ┌──────┴───────┐
   │  ClusterIP   │  (10.96.x.x, nội bộ)       ← khối xây dựng nền
   └──────┬───────┘
       Pod (app=web)
LoadBalancer xây trên NodePort, NodePort xây trên ClusterIP.
```

## ClusterIP (nội bộ)

```yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  type: ClusterIP          # mặc định; có thể bỏ qua
  selector:
    app: web               # khớp các Pod có label app=web
  ports:
    - port: 80             # cổng của Service
      targetPort: 8080     # cổng của container
```

Các Pod khác gọi nó qua DNS: `http://web` (cùng namespace) hoặc `http://web.default.svc.cluster.local`.

## NodePort và LoadBalancer

```yaml
# NodePort — mỗi node lắng nghe trên nodePort và chuyển tiếp tới Service
spec:
  type: NodePort
  selector: { app: web }
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30080      # tùy chọn; 30000-32767
---
# LoadBalancer — cloud cấp phát một LB bên ngoài với IP công khai
spec:
  type: LoadBalancer
  selector: { app: web }
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
```

```bash
kubectl get svc            # xem loại, cluster IP và external IP
kubectl get endpoints web  # các IP Pod thật sự đứng sau Service
```

## Tại sao điều này quan trọng

Service là cách networking hoạt động trong Kubernetes, nên hiểu chúng và hệ phân cấp các loại là kiến thức thiết yếu, dùng hằng ngày. Vì Pod là phù du và nhận IP mới mỗi lần tái tạo, bạn không thể trỏ client thẳng vào IP của Pod; một **Service** giải quyết điều này bằng cách cung cấp một **IP ảo và tên DNS ổn định** đứng trước một tập Pod được chọn theo label, và bằng cách **cân bằng tải** lưu lượng chỉ qua các Pod đang Ready. Ba loại tạo thành một chuỗi phân tầng: **ClusterIP** (mặc định) cho một địa chỉ chỉ dùng nội bộ để giao tiếp pod-to-pod và service-to-service, là khối xây dựng nền; **NodePort** mở một cổng cố định trên mọi node để lưu lượng bên ngoài có thể tới Service; và **LoadBalancer** đi xa hơn bằng cách cấp phát một load balancer đám mây bên ngoài với IP công khai — mỗi loại xây dựng trên loại bên dưới. Biết chọn loại nào — ClusterIP cho lưu lượng microservice nội bộ, NodePort cho truy cập ngoài cơ bản hoặc môi trường on-prem, LoadBalancer để lộ một điểm cuối công khai trên cloud (và trong thực tế, dùng Ingress đứng trước các Service ClusterIP để định tuyến HTTP) — là cốt lõi để thiết kế cách các thành phần nói chuyện với nhau và với thế giới bên ngoài. Vì gần như mọi workload thực tế đều cần kết nối ổn định và cân bằng tải, hiểu Service và các loại của nó là kiến thức networking nền tảng của Kubernetes, xuất hiện liên tục cả khi thiết kế lẫn khi gỡ lỗi.

Vì sao cần Service

Ba loại Service chính

ClusterIP (nội bộ)

NodePort và LoadBalancer

Tại sao điều này quan trọng

Câu hỏi liên quan