Kubernetes服務發現入門：如何高效管理服務？

愈發複雜的應用程序正在依靠微服務來保持可擴展性和提高效率。Kubernetes爲微服務提供了完美的環境，並可以讓其與Kubernetes的工具組件和功能兼容。當應用程序的每一個部分放置在一個容器中，整個系統就會更具可伸縮性。

微服務和容器的運做方式也適合當下的CI/CD工做流程，即無需關閉整個系統進行更新，由於能夠分別更新每一個微服務（容器）。可是，這會使容器或pod的生命週期縮短，其IP地址會發生變化。

在應用程序及其微服務的生命週期中，其中某些部分可能會出現錯誤，沒法運行，進而致使意外情況，IP地址也頗有可能發生變化。此時，服務網格能夠幫助應用程序從新路由、提高安全性。

動態IP分配

在咱們瞭解如何管理服務以及如何高效創建服務發現以前，咱們必須瞭解服務發現所面臨的首要挑戰：IP分配問題。具體而言，Kubernetes將IP地址動態分配給Pod和服務的方式。

咱們當然能夠爲單個Pod和服務定義IP地址，但這樣作會限制Kubernetes環境的可伸縮性。在默認狀況下，環境在每次從新啓動集羣、pod或服務時，任意資源都會得到新的IP地址，所以咱們只能對服務使用惟一的名稱。

爲了克服這一問題，你可使用兩種方法。其一，查看服務的環境變量。與Docker容許容器相互通訊的方式相似，Kubernetes容許你掃描注入到容器中的環境變量。

若是你有在多個端口上運行的服務，你能夠運行kubectl exec memcached-rm58b en命令，而後對服務名稱進行快速grep操做，以後將會顯示分配給該服務的可用IP地址和端口。不過，這並非管理服務發現的最有效方法。由於，這種方法中依賴的服務必須在 pod 啓動以前就存在，否則是不會出如今環境變量中的。

Kube-DNS救場

長遠來看，如下闡述的第二種方法一般被認爲效率更高，這得益於Kubernetes的插件Kube-DNS。咱們先來了解什麼是Kube-DNS。顧名思義，Kube-DNS是充當內部DNS解析器的附加組件。它是一個數據庫，其中包含用於查找的鍵值對。鍵是Kubernetes服務的名稱，值是服務所運行的IP地址。

Kube-DNS僅依賴命名空間，無需以其餘方式配置Pod和服務，甚至無需修改集羣、Pod和服務的配置文件便可進行基於DNS的服務發現。

Kube-DNS同時也支持高級DNS查詢以及DNS策略。例如，你能夠對每一個Pod進行配置，將其配置爲遵循與其運行的節點不一樣的DNS屬性。這意味着你可使用私有DNS空間來自定義pod之間如何進行通訊。

這一方法還能更進一步，在每一個pod的基礎上配置DNS策略。你須要作的就是將節點DNS策略設置爲「None」，而後手動配置每一個Pod以知足你的特定需求。

Label和Selectors

正如前文所述，你可使用參數來進一步影響Pod之間和服務之間的通訊方式。Kubernetes服務發現支持對高級控件使用label和selector，特別是在管理複雜集羣時，label尤其方便。你能夠將label分配給組件和容器，以便於識別。

Kubernetes處理label和selector的方式使得這些參數更易於使用。本質上，它們時添加到元數據中的簡單鍵值參數。也就是說，它們實際上並不會影響系統或環境中的其餘部分，你能夠在複雜的環境中跨pod和服務（甚至跨節點）自由使用label和selector。

接下來，咱們要使用副本控制器。一樣，顧名思義，它是一個可使Kubernetes的系統具備高可用性和可伸縮性的工具。你可使用副本控制器來建立和管理pod副本而且維護高可用。同時，你也能夠輕鬆地一次性刪除pod及其副本。

Service Mesh和高度彈性伸縮系統

要完成設置，咱們須要使用與現有基礎架構和平臺相關的高級服務發現方法。AWS Cloud Map是一個十分有意思的例子。AWS環境中的應用程序資源能夠擁有惟一的名稱，而且那些資源會被Cloud Map自動映射。它們註冊完成後，服務會自動變爲可發現的，而且在啓動Pod或服務後當即進行註冊過程。

如今有一個新的方法，經過使用服務網格讓管理微服務的複雜陣列變得容易。服務網格標準化了服務和Pod的通訊方式。若是你要建立一個高可用的系統，那麼在環境中使用服務網格來維護Pod的可見性是一個完美的解決方案。

可是，若是你的環境在AWS上，則能夠以AWS App Mesh的形式利用其服務網格功能。它會自動處理全部事情，包括流量路由、流量均衡、調用以及使用API調用的circuit breaking。全部微服務都可以啓用API Mesh，以簡化管理。因爲此工具是Amazon生態的一部分，所以它會自動和Amazon EKS、IAM等其餘工具一塊兒使用。

Kubernetes服務發現使得容器平臺具備強大功能以及靈活性，服務網格等方法無疑經過標準化使Kubernetes服務發現更增強大。只要服務在運行，就可使正確的API調用在每一個Pod以前來回傳遞數據而不會中斷。