GCP 内部负载均衡器 + GKE 服务如何工作？ 它有效，但我不知道为什么

问题描述

例如一个 istio 服务

istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.103.19.83   10.160.32.41   15021:30943/TCP,80:32609/TCP,443:30341/TCP,3306:30682/TCP,15443:30302/TCP

这导致了 TCP 内部负载平衡器。前端是端口15021、80、443、3306和15443。

后端基本上就是集群的实例组。

负载均衡器怎么知道前端的443会转发到后端的30341？据我所知，TCP 负载均衡器是在做端口转发吗？魔法是如何/在哪里发生的

解决方法

LoadBalancer Service 类型是NodePort 类型的扩展，它是ClusterIP 类型的扩展。 nodePort 只是在每个工作节点上打开一个 30000-32767 范围内的端口，并使用标签选择器来标识要将流量发送到哪些 Pod。

这意味着内部客户端通过使用节点的内部 IP 地址以及 nodePort 指定的 TCP 端口来调用服务。请求被转发到 targetPort 字段指定的 TCP 端口上的成员 Pod 之一。

这是一个 example

,

当在 kubernetes 中创建 Service 时，相应的 Endpoints 对象也随之创建。它也适用于 LoadBalancer 服务类型。

如果你 create a simple nginx deployment 例如通过运行：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml

然后将其公开为 LoadBalancer 服务：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml

除了服务本身，您还将看到 lb-nginx Endpoints 对象。您可以检查其详细信息：

kubectl get ep lb-nginx -o yaml

如您所见，它会跟踪所有暴露的 pod（在本例中是 Deployment 的一部分），以便相应的 iptables 规则负责将流量转发到特定的 pod，可以一直是最新的，即使它们的数量或它们的 ip 变化。

你可以例如将您的部署扩展到 5 个副本：

kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=5

并再次检查 Endpoints 对象：

kubectl get ep lb-nginx -o yaml

您会看到，在 5 个 Pod 启动并运行后，它也会立即更新。

正如您在 yaml 的 subsets 部分所见：

subsets:
- addresses:
  - ip: 10.12.0.3
    nodeName: gke-gke-default-pool-75259266-oauz
    targetRef:
      kind: Pod
      name: nginx-deployment-66b6c48dd5-dw9mt
      namespace: default
      resourceVersion: "22394113"
      uid: 8d7e1d3e-64e2-4891-b567-61ee48f61ed1

除了 Pod 的 ip 地址之外，它还维护有关它正在运行的节点的信息。

让我们回到Service：

kubectl get svc lb-nginx -o yaml

正如您所看到的，LoadBalancer 服务除了其外部 IP 地址之外，还有它的 ClusterIP 和其他所有 Service（嗯，几乎每个无头服务都没有 ClusterIP）：

spec:
  clusterIP: 10.16.6.236
  clusterIPs:
  - 10.16.6.236
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:
  - nodePort: 31935
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80

因此，您可以想象此外部 IP 以某种方式映射到集群 ip，因此它将流量进一步路由到集群中的相应端点。这种映射是如何完成的并不重要，因为它是由云提供商完成的，并且此类实现细节不是公开共享知识的一部分。您唯一需要知道的是，当您的云提供商提供外部负载均衡器以满足您在 Service 类型的 LoadBalancer 中定义的请求时，除了创建外部负载均衡器之外，它还会处理这个外部 IP 和分配给它的某个标准端口以及一个 kubernetes 服务之间的映射，该服务具有将流量进一步路由到相应 pod 所需的所有信息。如果您想知道这在 GCP 端究竟是如何完成的，即外部（或内部）负载均衡器和 kubernetes LoadBalancer 服务之间的映射/绑定，我担心此类实现细节不会公开披露。