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Kubernetes 外部 HTTP 請求到達 Pod 容器的全過程

來源: 責編: 時間:2024-01-02 09:26:53 207觀看
導讀Kubernetes 集群外部的 HTTP/HTTPS 請求是如何達到 Pod 中的 container 的?HTTP 請求流轉過程概述如上圖所示,全過程大致為:(1) 用戶從 web/mobile/pc 等客戶端發出 HTTP/HTTPS 請求。(2) 由于應用服務通常是通過域名的

Kubernetes 集群外部的 HTTP/HTTPS 請求是如何達到 Pod 中的 container 的?dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

HTTP 請求流轉過程概述

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如上圖所示,全過程大致為:dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

(1) 用戶從 web/mobile/pc 等客戶端發出 HTTP/HTTPS 請求。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

(2) 由于應用服務通常是通過域名的形式對外暴露,所以請求將會先進行 DNS 域名解析,得到對應的公網 IP 地址。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

(3) 公網 IP 地址通常會綁定一個 Load Balancer 負載均衡器,此時請求會進入此負載均衡器。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • Load Balancer 負載均衡器可以是硬件,也可以是軟件,它通常會保持穩定(固定的公網 IP 地址),因為如果切換 IP 地址會因為 DNS 緩存的原因導致服務某段時間內不可達。
  • Load Balancer 負載均衡器是一個重要的中間層,對外承接公網流量,對內進行流量的管理和轉發。

(4) Load Balancer 再將請求轉發到 kubernetes 集群的某個流量入口點,通常是 ingress。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • ingress 負責集群內部的路由轉發,可以看成是集群內部的網關。
  • ingress 只是配置,具體進行流量轉發的是 ingress-controller,后者有多種選擇,比如 Nginx、HAProxy、Traefik、Kong 等等。

(5)  ingress 根據用戶自定義的路由規則進一步轉發到 service。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 比如根據請求的 path 路徑或 host 做轉發。

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(6) service 根據 selector(匹配 label 標簽)將請求轉發到 pod。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • service 有多種類型,集群內部最常用的類型就是 ClusterIP。
  • service 本質上也只是一種配置,這種配置最終會作用到 node 節點上的 kube-proxy 組件,后者會通過設置 iptables/ipvs 來完成實際的請求轉發。
  • service 可能會對應多個 pod,但最終請求只會被隨機轉發到一個 pod 上。

(7) pod 最后將請求發送給其中的 container 容器。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

同一個 pod 內部可能有多個 container,但是多個容器不能共用同一個端口,因此這里會根據具體的端口號將請求發給對應的 container。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

以上就是一種典型的集群外部 HTTP 請求如何達到 Pod 中的 container 的全過程。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

需要注意的是,由于網絡配置靈活多變,以上請求流轉過程并不是唯一的方式,例如:dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果你使用的是云服務,那么可以通過使用 LoadBalancer 類型的 service 直接綁定一個云服務商提供的負載均衡器,然后再接 ingress 或者其它 service。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

你也可以通過 NodePort 類型的 service 直接使用節點上的端口,通過這些節點自建負載均衡器。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果你的服務特別簡單,沒啥內部流量需要管理的,這時不用 ingress 也是可以的。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

容器技術的底座

容器技術的底座有三樣東西:dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • Namespace(這里是指 Linux 系統內核的命名空間)
  • Cgroups
  • UnionFS

正是 Linux 內核的 namespace 實現了資源的隔離。因為每個 pod 有各自的 Linux namespace,所以不同的 pod 是資源隔離的。namespace 有多種,包括 PID、IPC、Network、Mount、Time 等等。其中 PID namespace 實現了進程的隔離,因此 pod 內可以有自己的 1 號進程。而 Network namespace 則讓每個 pod 有了自己的網絡。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

Pod 有自己的網絡,node 節點也有自己的網絡,那么流量是如何從 node 節點到 pod 的呢?dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

HTTP 請求流轉過程補充

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每個 node 節點上都有:dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

(1)kubelet:節點的小管家。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

(2)kube-proxy:操作節點的 iptables/ipvs 。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

(3)plugins:dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • CRI:容器運行時接口
  • CNI:容器網絡接口
  • CSI(可選):容器存儲接口

每個 node 節點有自己的 root namespace,其中也包括網絡相關的 root netns,每個 pod 有自己的 pod netns,從 node 到 pod 則可以通過 veth pairs 的方式連通,流量也正是通過此通道進行的流轉。而構建 veth pairs、設置 pod network namespace、為 pod 分配 IP 地址等等工作則正是 CNI 的任務。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

至此,一個典型的 kubernetes 集群外部的 HTTP/HTTPS 請求如何達到 Pod 中的 container 的全過程就是這樣了。dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

參考資料:dpq28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/
  • https://learnk8s.io/kubernetes-network-packets

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