使用 Service 把前端连接到后端

本任务会描述如何创建前端（Frontend）微服务和后端（Backend）微服务。后端微服务是一个 hello 欢迎程序。 前端通过 nginx 和一个 Kubernetes 服务 暴露后端所提供的服务。

教程目标

  • 使用部署对象（Deployment object）创建并运行一个 hello 后端微服务
  • 使用一个 Service 对象将请求流量发送到后端微服务的多个副本
  • 同样使用一个 Deployment 对象创建并运行一个 nginx 前端微服务
  • 配置前端微服务将请求流量发送到后端微服务
  • 使用 type=LoadBalancer 的 Service 对象将全段微服务暴露到集群外部

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一 个你自己的集群，或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建：

要获知版本信息，请输入 kubectl version.

本任务使用外部负载均衡服务， 所以需要对应的可支持此功能的环境。如果你的环境不能支持，你可以使用 NodePort 类型的服务代替。

使用部署对象（Deployment）创建后端

后端是一个简单的 hello 欢迎微服务应用。这是后端应用的 Deployment 配置文件：

service/access/backend-deployment.yaml 
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: backend
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: hello
      tier: backend
      track: stable
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello
        tier: backend
        track: stable
    spec:
      containers:
        - name: hello
          image: "gcr.io/google-samples/hello-go-gke:1.0"
          ports:
            - name: http
              containerPort: 80
...

创建后端 Deployment：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/service/access/backend-deployment.yaml

查看后端的 Deployment 信息：

kubectl describe deployment backend

输出类似于：

Name:                           backend
Namespace:                      default
CreationTimestamp:              Mon, 24 Oct 2016 14:21:02 -0700
Labels:                         app=hello
                                tier=backend
                                track=stable
Annotations:                    deployment.kubernetes.io/revision=1
Selector:                       app=hello,tier=backend,track=stable
Replicas:                       3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:                   RollingUpdate
MinReadySeconds:                0
RollingUpdateStrategy:          1 max unavailable, 1 max surge
Pod Template:
  Labels:       app=hello
                tier=backend
                track=stable
  Containers:
   hello:
    Image:              "gcr.io/google-samples/hello-go-gke:1.0"
    Port:               80/TCP
    Environment:        <none>
    Mounts:             <none>
  Volumes:              <none>
Conditions:
  Type          Status  Reason
  ----          ------  ------
  Available     True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing   True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:                 <none>
NewReplicaSet:                  hello-3621623197 (3/3 replicas created)
Events:
...

创建 hello Service 对象

将请求从前端发送到到后端的关键是后端 Service。Service 创建一个固定 IP 和 DNS 解析名入口， 使得后端微服务总是可达。Service 使用 选择算符 来寻找目标 Pod。

首先，浏览 Service 的配置文件：

service/access/backend-service.yaml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: hello
spec:
  selector:
    app: hello
    tier: backend
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: http
...

配置文件中，你可以看到名为 hello 的 Service 将流量路由到包含 app: hello 和 tier: backend 标签的 Pod。

创建后端 Service：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/service/access/backend-service.yaml

此时，你已经有了一个运行着 hello 应用的三个副本的 backend Deployment，你也有了 一个 Service 用于路由网络流量。不过，这个服务在集群外部无法访问也无法解析。

创建前端应用

现在你已经有了运行中的后端应用，你可以创建一个可在集群外部访问的前端，并通过代理 前端的请求连接到后端。

前端使用被赋予后端 Service 的 DNS 名称将请求发送到后端工作 Pods。这一 DNS 名称为 hello，也就是 examples/service/access/backend-service.yaml 配置 文件中 name 字段的取值。

前端 Deployment 中的 Pods 运行一个 nginx 镜像，这个已经配置好的镜像会将请求转发 给后端的 hello Service。下面是 nginx 的配置文件：

service/access/frontend-nginx.conf 
# The identifier Backend is internal to nginx, and used to name this specific upstream
upstream Backend {
    # hello is the internal DNS name used by the backend Service inside Kubernetes
    server hello;
}

server {
    listen 80;

    location / {
        # The following statement will proxy traffic to the upstream named Backend
        proxy_pass http://Backend;
    }
}

与后端类似，前端用包含一个 Deployment 和一个 Service。后端与前端服务之间的一个 重要区别是前端 Service 的配置文件包含了 type: LoadBalancer，也就是说，Service 会使用你的云服务商的默认负载均衡设备，从而实现从集群外访问的目的。

service/access/frontend-service.yaml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
spec:
  selector:
    app: hello
    tier: frontend
  ports:
  - protocol: "TCP"
    port: 80
    targetPort: 80
  type: LoadBalancer
...
service/access/frontend-deployment.yaml 
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: hello
      tier: frontend
      track: stable
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello
        tier: frontend
        track: stable
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: "gcr.io/google-samples/hello-frontend:1.0"
          lifecycle:
            preStop:
              exec:
                command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]
...

创建前端 Deployment 和 Service：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/service/access/frontend-deployment.yaml
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/service/access/frontend-service.yaml

通过输出确认两个资源都已经被创建：

deployment.apps/frontend created
service/frontend created
说明： 这个 nginx 配置文件是被打包在 容器镜像 里的。 更好的方法是使用 ConfigMap， 这样的话你可以更轻易地更改配置。

与前端 Service 交互

一旦你创建了 LoadBalancer 类型的 Service，你可以使用这条命令查看外部 IP：

kubectl get service frontend

外部 IP 字段的生成可能需要一些时间。如果是这种情况，外部 IP 会显示为 <pending>。

NAME       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)  AGE
frontend   10.51.252.116   <pending>     80/TCP   10s

当外部 IP 地址被分配可用时，配置会更新，在 EXTERNAL-IP 头部下显示新的 IP：

NAME       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP        PORT(S)  AGE
frontend   10.51.252.116   XXX.XXX.XXX.XXX    80/TCP   1m

这一新的 IP 地址就可以用来从集群外与 frontend 服务交互了。

通过前端发送流量

前端和后端已经完成连接了。你可以使用 curl 命令通过你的前端 Service 的外部 IP 访问服务端点。

curl http://${EXTERNAL_IP} # 将 EXTERNAL_P 替换为你之前看到的外部 IP

输出显示后端生成的消息：

{"message":"Hello"}

清理现场

要删除服务，输入下面的命令：

kubectl delete services frontend backend

要删除在前端和后端应用中运行的 Deployment、ReplicaSet 和 Pod，输入下面的命令：

kubectl delete deployment frontend backend

接下来

最后修改 July 18, 2021 at 7:45 AM PST : Update connecting-frontend-backend.md (5f4a3fff9)