使用 Service 访问集群中的应用程序
Service 是 Kubernetes 集群中实现应用访问与负载均衡的核心机制，合理配置可让外部客户端安全高效地访问集群内服务。
学习目标
本节将带你系统掌握如何通过 Service 访问 Kubernetes 集群中的应用，包括部署多副本应用、创建 NodePort 服务、实现负载均衡及常见故障排查。
- 创建并运行 Hello World 应用程序的多个实例
- 创建 NodePort 类型的 Service 对象
- 通过 Service 访问集群中的应用程序
- 理解 Service 的负载均衡机制
准备工作
在操作前，请确保具备以下条件：
- 已安装并配置好 kubectl 命令行工具
- 有一个可用的 Kubernetes 集群
- 具备基本的 Kubernetes 概念了解
创建应用程序和 Service
通过以下步骤，完成应用部署与服务暴露。
步骤 1：创建 Deployment
首先，创建一个运行 Hello World 应用的 Deployment：
kubectl create deployment hello-world --image=gcr.io/google-samples/node-hello:1.0 --port=8080
扩展为 2 个副本：
kubectl scale deployment hello-world --replicas=2
为 Deployment 添加标签：
kubectl label deployment hello-world run=load-balancer-example
步骤 2：验证 Deployment
查看 Deployment 和 ReplicaSet 状态：
kubectl get deployments hello-world
kubectl describe deployments hello-world
kubectl get replicasets
kubectl describe replicasets
步骤 3：创建 Service
创建 NodePort 类型的 Service 暴露应用：
kubectl expose deployment hello-world --type=NodePort --name=example-service
步骤 4：查看 Service 详情
查看 Service 详细信息，记录 NodePort 端口：
kubectl describe services example-service
输出示例：
Name: example-service
Namespace: default
Labels: run=load-balancer-example
Selector: app=hello-world
Type: NodePort
IP Family: IPv4
IP: 10.96.123.45
IPs: 10.96.123.45
Port: <unset> 8080/TCP
TargetPort: 8080/TCP
NodePort: <unset> 32156/TCP
Endpoints: 10.244.1.4:8080,10.244.2.5:8080
Session Affinity: None
External Traffic Policy: Cluster
Events: <none>
步骤 5：查看 Pod 信息
列出运行 Hello World 应用的 Pod：
kubectl get pods -l app=hello-world -o wide
输出示例：
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
hello-world-5d8f7c4c9b-8x2mq 1/1 Running 0 2m 10.244.1.4 node1
hello-world-5d8f7c4c9b-v7k9s 1/1 Running 0 2m 10.244.2.5 node2
访问应用程序
完成 Service 创建后，可通过节点 IP 和 NodePort 端口访问应用。
获取节点 IP 地址
根据集群类型，选择合适方式获取节点外部 IP：
Minikube：
minikube ip云平台（如 GKE）：
kubectl get nodes -o wide本地集群：
kubectl get nodes -o jsonpath='{.items[0].status.addresses[?(@.type=="ExternalIP")].address}'
配置网络访问
如在云平台，需开放 NodePort 端口的防火墙规则：
gcloud compute firewall-rules create allow-nodeport \
--allow tcp:30000-32767 \
--source-ranges 0.0.0.0/0
测试应用程序访问
使用 curl 测试访问：
curl http://<node-ip>:<node-port>
# 例如
curl http://192.168.1.100:32156
预期输出：
Hello Kubernetes!
使用配置文件方式
你也可以通过 YAML 文件创建 Service，便于版本管理和自动化。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: example-service
labels:
run: load-balancer-example
spec:
type: NodePort
selector:
app: hello-world
ports:
- port: 8080
targetPort: 8080
protocol: TCP
应用配置：
kubectl apply -f service.yaml
验证负载均衡
Service 会自动在多个 Pod 之间分发请求。多次执行 curl 命令可验证负载均衡效果：
for i in {1..10}; do curl http://<node-ip>:<node-port>; echo; done
清理资源
测试结束后，建议及时清理资源：
kubectl delete service example-service
kubectl delete deployment hello-world
故障排除
遇到无法访问或负载均衡异常时，可参考下表进行排查。
| 问题 | 排查建议 |
|---|---|
| 无法访问应用程序 | 检查 NodePort、验证防火墙规则、确认 Pod 状态正常 |
| Service 无 Endpoints | 检查 selector 是否匹配 Pod 标签，确认 Pod 处于 Running 状态 |
| 负载均衡不工作 | 验证有多个 Pod，检查 Service 的 Endpoints 列表 |
总结
通过本节内容，你已掌握如何在 Kubernetes 集群中通过 Service 实现应用访问与负载均衡。建议结合实际场景，灵活选择命令行或 YAML 配置方式，并关注网络安全与资源清理，保障集群高可用与易维护。