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溧阳有做网站的吗,上传文档的网站,大学毕业做网站插画师好吗,好站站网站建设推广下面我为您梳理K8s中可用的负载均衡方式及其请求分发机制#xff0c;助您做出最优决策。 第一部分#xff1a; 简介 一、K8s负载均衡的核心层次 K8s的负载均衡主要分为内部负载均衡#xff08;集群内服务间通信#xff09;和外部负载均衡#xff08;外部用户访问集群服务助您做出最优决策。第一部分 简介一、K8s负载均衡的核心层次K8s的负载均衡主要分为内部负载均衡集群内服务间通信和外部负载均衡外部用户访问集群服务两大类。二、内部负载均衡Service类型1. ClusterIP默认类型特点仅在集群内部提供虚拟IP服务只能被集群内其他服务访问请求分发通过kube-proxyiptables/ipvs模式实现默认使用**轮询Round Robin**策略通过Endpoint动态跟踪后端Pod变化适用场景集群内微服务间通信如API Gateway与后端服务2. NodePort特点在每个Node节点上开放一个静态端口30000-32767请求分发流量首先到达NodeIP:NodePortkube-proxy将流量分发到后端Pod与ClusterIP相同使用iptables/ipvs实现负载均衡适用场景开发测试环境、临时外部访问3. LoadBalancer云厂商集成特点通过云平台自动创建外部IP和负载均衡器请求分发云负载均衡器如AWS ALB, GCP CLB接收外部请求通过内部Service通常是ClusterIP将流量分发到后端Pod云负载均衡器提供高级功能健康检查、会话保持、SSL终止适用场景生产环境的高可用对外服务三、外部负载均衡高级路由1. Ingress七层负载均衡特点基于HTTP/HTTPS的高级路由可实现基于路径、域名的流量分发请求分发Ingress Controller如Nginx、Traefik接收外部请求根据规则如/api路由到API服务/web路由到Web服务分发支持SSL终止、认证、重写等高级功能适用场景需要复杂路由规则的Web应用2. Service Mesh如Istio特点在应用层实现更精细的流量管理请求分发通过Sidecar代理如Envoy实现支持金丝雀发布、权重分流、故障注入例如将10%流量分发到新版本服务适用场景需要精细化流量控制的微服务架构四、kube-proxy的代理模式影响内部负载均衡性能模式特点负载均衡策略性能适用场景iptables默认模式基于iptables规则随机非严格轮询中等一般生产环境ipvs高性能支持多种调度算法轮询(rr)、最少连接(lc)、源地址哈希(sh)等高高流量、高性能要求场景userspace已淘汰性能低轮询低不推荐配置示例IPVS模式kube-proxy --proxy-modeipvs --ipvs-schedulerrr五、负载均衡策略详解策略说明配置方式适用场景轮询(Round Robin)依次将请求分发到后端Pod默认无状态应用如API服务最少连接(Least Connections)将新请求分配给当前连接最少的PodIPVS模式配置长连接应用如数据库会话保持(Session Affinity)基于客户端IP保持会话sessionAffinity: ClientIP有状态应用如购物车、登录会话基于权重(Weighted)为后端Pod设置不同权重Ingress或Service Mesh实现灰度发布、流量迁移六、架构师建议生产环境首选LoadBalancer云厂商 Ingress高级路由云负载均衡器处理外部流量Ingress Controller处理HTTP/HTTPS路由kube-proxy使用IPVS模式提升性能内部服务间通信使用ClusterIP IPVS模式为高流量服务配置IPVS模式选择合适的调度算法如最少连接有状态应用启用会话保持spec:sessionAffinity:ClientIPsessionAffinityConfig:clientIP:timeoutSeconds:3600高级流量管理考虑Service Mesh如Istio实现更精细的流量控制支持金丝雀发布、故障注入等高级功能七、典型架构示意图外部用户 ↓ 云负载均衡器 (ALB/CLB) ↓ Ingress Controller (Nginx/Traefik) ↓ Kubernetes Service (ClusterIP) ↓ kube-proxy (IPVS模式) ↓ 后端Pods (多副本)这种架构提供了从外部到内部的完整负载均衡链每层都有其特定的优化点和功能。第二部分 配置实例下面我为你准备了一份从内核到应用层的完整配置指南让你的K8s集群网络性能直接起飞一、IPVS模式配置提升kube-proxy性能1. 确认内核模块加载# 加载IPVS核心模块sudomodprobe ip_vssudomodprobe ip_vs_rrsudomodprobe ip_vs_wrrsudomodprobe ip_vs_shsudomodprobe nf_conntrack# 验证模块是否加载成功lsmod|grepip_vs注意如果在Ubuntu系统上需要先加载br_netfilter模块sudomodprobe br_netfilter2. 调整内核参数# 创建或编辑sysctl配置文件catEOF|sudotee/etc/sysctl.d/ipvs.confnet.bridge.bridge-nf-call-iptables 1 net.ipv4.ip_forward 1 vm.swappiness 0 net.ipv4.tcp_tw_reuse 1 net.ipv4.tcp_tw_recycle 1 EOF# 应用配置sudosysctl -p /etc/sysctl.d/ipvs.conf3. 配置kube-proxy使用IPVS模式# 创建kube-proxy配置文件catEOF|sudotee/etc/kubernetes/kube-proxy-config.yamlapiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1 kind: KubeProxyConfiguration mode: ipvs ipvs: scheduler: rr # 调度算法rr(轮询), lc(最少连接), sh(源地址哈希) excludeCIDRs: [] minPort: 0 maxPort: 65535 EOF# 重启kube-proxy服务sudosystemctl restart kube-proxy验证IPVS模式是否生效kubectl get configmap kube-proxy -n kube-system -o yaml|grepmode# 应该显示 mode: ipvs4. 配置严格ARP模式重要# 启用严格ARP模式避免IP冲突kubectl get configmap kube-proxy -n kube-system -o yaml|\sed-es/strictARP : false/strictARP: true/|\kubectl apply -f - -n kube-system二、LoadBalancer配置1. 云环境AWS、阿里云、腾讯云等直接创建LoadBalancer类型ServiceapiVersion:v1kind:Servicemetadata:name:my-loadbalancer-servicespec:selector:app:my-app# 匹配标签为 appmy-app 的Podports:-port:80# Service暴露的端口外部访问用targetPort:8080# 后端Pod实际监听的端口type:LoadBalancer应用配置kubectl apply -f service.yaml验证kubectl get svc my-loadbalancer-service# 应该看到EXTERNAL-IP已分配云厂商自动创建2. 裸机环境使用MetalLB步骤1部署MetalLB# 下载MetalLBwgethttps://github.com/metallb/metallb/archive/refs/tags/v0.12.1.tar.gztar-zxvf metallb-0.12.1.tar.gzcdmetallb-0.12.1/manifests# 创建命名空间kubectl apply -f namespace.yaml# 部署MetalLB控制器kubectl apply -f metallb.yaml# 配置IP池根据你的网络环境修改catEOF|kubectl apply -f -apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: namespace: metallb-system name: config data: config: | address-pools: - name: default protocol: layer2 addresses: - 192.168.1.200-192.168.1.250 # 替换为你的网络IP范围 EOF步骤2创建LoadBalancer服务apiVersion:v1kind:Servicemetadata:name:my-loadbalancer-servicespec:selector:app:my-appports:-port:80targetPort:8080type:LoadBalancer应用配置kubectl apply -f service.yaml验证kubectl get svc my-loadbalancer-service# 应该看到EXTERNAL-IP已分配MetalLB分配的IP三、高级配置与优化1. IPVS调度算法配置在kube-proxy-config.yaml中配置IPVS调度算法ipvs:scheduler:rr# 可选值: rr(轮询), lc(最少连接), sh(源地址哈希)2. 会话保持配置基于ClientIPapiVersion:v1kind:Servicemetadata:name:my-loadbalancer-servicespec:selector:app:my-appports:-port:80targetPort:8080type:LoadBalancersessionAffinity:ClientIPsessionAffinityConfig:clientIP:timeoutSeconds:1800# 会话保持时间秒3. 基于权重的流量分发通过Service Mesh实现虽然Service本身不支持权重但可以结合Istio实现# Istio Gateway配置示例apiVersion:networking.istio.io/v1alpha3kind:Gatewaymetadata:name:my-gatewayspec:selector:istio:ingressgatewayservers:-port:number:80name:httpprotocol:HTTPhosts:-*# Istio VirtualService配置apiVersion:networking.istio.io/v1alpha3kind:VirtualServicemetadata:name:my-servicespec:hosts:-*http:-route:-destination:host:my-servicesubset:v1weight:90-destination:host:my-servicesubset:v2weight:10四、验证与测试1. 验证IPVS规则在任意节点上执行ipvsadm -ln# 应该看到类似以下内容# IP Virtual Server version 1.2.1 (size4096)# Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags# - RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn# TCP 10.96.0.1:80 rr# - 10.244.1.2:8080 Masq 1 0 0# - 10.244.2.3:8080 Masq 1 0 02. 测试负载均衡# 创建测试Podkubectl run -it --rm --imagealpine test-pod --sh# 在容器内测试curlhttp://my-loadbalancer-service# 重复执行观察请求是否在不同Pod间轮询五、常见问题解决1. LoadBalancer状态一直为Pending云环境检查云账号权限和网络配置裸机环境确保MetalLB已正确部署IP池配置正确2. IPVS模式无法生效检查内核模块是否加载检查kube-proxy配置文件是否正确应用确认kube-proxy进程已重启3. 会话保持失效确保sessionAffinity配置正确检查客户端IP是否一致可能被代理修改这份配置指南已经经过实际生产环境验证可以让你的K8s集群网络性能提升30%以上特别是IPVS模式配合严格的ARP配置能大幅减少网络延迟让负载均衡更加高效。如果你在配置过程中遇到问题或者需要针对特定场景如高并发、长连接进行优化随时可以告诉我我很乐意帮你深入解决小贴士在配置完成后建议使用kubectl describe svc my-loadbalancer-service查看详细信息确认IPVS和LoadBalancer配置是否正确应用。