如何實現k8s的服務發現與註冊？

一、準備工作

1、在部署k8s集群的時候需要使用kubectl命令

2、需要提前安裝etcd服務

3、在k8s中，使用的是CoreDNS作為服務發現組件，所以需要安裝配置好CoreDNS

4、在k8s中，使用的是kube-proxy作為負載均衡的組件，因此需要安裝好kube-proxy

二、k8s的服務發現與註冊實現

1、基礎概念

在k8s中，每個Pod都會分配一個IP地址，這個IP地址只在集群內有效，而外部無法訪問。因此，需要一種機制來讓服務可以被其他組件（如其他Pod）找到並進行訪問。k8s提供了一種服務發現的機制，可以通過服務名（Service）來訪問服務，並將請求負載均衡到後端的Pod中。

2、Service的實現

使用kubectl命令創建一個Service：

kubectl expose deployment hello-world --type=LoadBalancer --name=my-service

這個命令會在k8s中創建一個Service，並將它映射到名為`my-service`的Service中。

3、Service的工作機制

創建Service後，Service會綁定一個IP地址，並將指定的Pod加入Service中。當有請求發送到Service的IP地址時，Service會將請求轉發給其中的某個Pod。具體選擇哪個Pod來處理請求，是根據Service的負載均衡策略決定的。

4、Service的高級用法

除了簡單地將Pod組合成一個Service外，還可以對Service進行更多的配置，以滿足不同的業務需求。

5、使用CoreDNS來進行服務發現

k8s提供了一個DNS服務，用於將服務名解析為Service的IP地址，從而實現服務發現。在k8s中，使用的是CoreDNS來實現服務發現。CoreDNS是一種輕量級的DNS服務器，可以在k8s中進行部署。在集群中啟動CoreDNS後，所有的客戶端（如Pod）都可以使用CoreDNS對服務名進行解析。

CoreDNS的配置文件如下：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
data:
  Corefile: |
    .:53 {
        errors
        health
        ready
        kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
            pods insecure
            upstream
            fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
        }
        prometheus :9153
        forward . /etc/resolv.conf
        cache 30
        reload
        loadbalance
    }

6、使用kube-proxy進行負載均衡

k8s中的服務發現機制並沒有直接對請求進行負載均衡，而是將負載均衡交給了kube-proxy組件來處理。因此，當有請求發送到Service的IP地址時，kube-proxy會根據Service的負載均衡策略，選擇其中的某個Pod來處理請求，並將請求轉發給該Pod。

7、示例代碼

下面是使用Go語言編寫的一個簡單的微服務應用：

package main

import (
	"fmt"
	"net/http"
)

func main() {
	http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
		fmt.Fprintf(w, "Hello World!\n")
	})

	http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

下面是使用Dockerfile將上述應用打包成Docker鏡像：

FROM golang:alpine AS build

RUN mkdir /app
ADD . /app/
WORKDIR /app
RUN go build -o main .

FROM alpine
RUN apk add --no-cache curl
COPY --from=build /app/main /app/main
EXPOSE 8080
CMD ["/app/main"]

使用kubectl部署上述Docker鏡像：

kubectl apply -f deployment.yaml

下面是部署文件deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-world
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: hello-world
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello-world
    spec:
      containers:
      - name: hello-world
        image: myuser/hello-world:v1
        ports:
        - containerPort: 8080
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: hello-world-service
spec:
  selector:
    app: hello-world
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 8080
  type: LoadBalancer

8、參考資料

1、官方文檔：https://kubernetes.io/docs/home/

2、CoreDNS：https://coredns.io/

3、kube-proxy：https://kubernetes.io/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-proxy/