服务拓扑（Service Topology）

服务拓扑（Service Topology）

FEATURE STATE: Kubernetes v1.17 [alpha]

服务拓扑（Service Topology）可以让一个服务基于集群的 Node 拓扑进行流量路由。例如，一个服务可以指定流量是被优先路由到一个和客户端在同一个 Node 或者在同一可用区域的端点。

介绍

默认情况下，发往 ClusterIP 或者 NodePort 服务的流量可能会被路由到任意一个服务后端的地址上。从 Kubernetes 1.7 开始，可以将“外部”流量路由到节点上运行的 Pod 上，但不支持 ClusterIP 服务，更复杂的拓扑 — 比如分区路由 — 也还不支持。通过允许 Service 创建者根据源 Node 和目的 Node 的标签来定义流量路由策略，服务拓扑特性实现了服务流量的路由。

通过对源 Node 和目的 Node 标签的匹配，运营者可以使用任何符合运营者要求的度量值来指定彼此“较近”和“较远”的节点组。例如，对于在公有云上的运营者来说，更偏向于把流量控制在同一区域内，因为区域间的流量是有费用成本的，而区域内的流量没有。其它常用需求还包括把流量路由到由 DaemonSet 管理的本地 Pod 上，或者把保持流量在连接同一机架交换机的 Node 上，以获得低延时。

使用服务拓扑

如果集群启用了服务拓扑功能后，就可以在 Service 配置中指定 topologyKeys 字段，从而控制 Service 的流量路由。此字段是 Node 标签的优先顺序字段，将用于在访问这个 Service 时对端点进行排序。流量会被定向到第一个标签值和源 Node 标签值相匹配的 Node。如果这个 Service 没有匹配的后端 Node，那么第二个标签会被使用做匹配，以此类推，直到没有标签。

如果没有匹配到，流量会被拒绝，就如同这个 Service 根本没有后端。换言之，系统根据可用后端的第一个拓扑键来选择端点。如果这个字段被配置了而没有后端可以匹配客户端拓扑，那么这个 Service 对那个客户端是没有后端的，链接应该是失败的。这个字段配置为 "*" 意味着任意拓扑。这个通配符值如果使用了，那么只有作为配置值列表中的最后一个才有用。

如果 topologyKeys 没有指定或者为空，就没有启用这个拓扑约束。

一个集群中，其 Node 的标签被打为其主机名，区域名和地区名。那么就可以设置 Service 的 topologyKeys 的值，像下面的做法一样定向流量了。

只定向到同一个 Node 上的端点，Node 上没有端点存在时就失败：配置 ["kubernetes.io/hostname"]。
偏向定向到同一个 Node 上的端点，回退同一区域的端点上，然后是同一地区，其它情况下就失败：配置 ["kubernetes.io/hostname", "topology.kubernetes.io/zone", "topology.kubernetes.io/region"]。这或许很有用，例如，数据局部性很重要的情况下。
偏向于同一区域，但如果此区域中没有可用的终结点，则回退到任何可用的终结点：配置 ["topology.kubernetes.io/zone", "*"]。

约束条件

服务拓扑和 externalTrafficPolicy=Local 是不兼容的，所以 Service 不能同时使用这两种特性。但是在同一个集群的不同 Service 上是可以分别使用这两种特性的，只要不在同一个 Service 上就可以。
有效的拓扑键目前只有：kubernetes.io/hostname、topology.kubernetes.io/zone 和 topology.kubernetes.io/region，但是未来会推广到其它的 Node 标签。
拓扑键必须是有效的标签，并且最多指定16个。
通配符："*"，如果要用，则必须是拓扑键值的最后一个值。

示例

以下是使用服务拓扑功能的常见示例。

仅节点本地端点

仅路由到节点本地端点的一种服务。如果节点上不存在端点，流量则被丢弃：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376
  topologyKeys:
    - "kubernetes.io/hostname"

首选节点本地端点

首选节点本地端点，如果节点本地端点不存在，则回退到集群范围端点的一种服务：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376
  topologyKeys:
    - "kubernetes.io/hostname"
    - "*"

仅地域或区域端点

首选地域端点而不是区域端点的一种服务。如果以上两种范围内均不存在端点，流量则被丢弃。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376
  topologyKeys:
    - "topology.kubernetes.io/zone"
    - "topology.kubernetes.io/region"

优先选择节点本地端点，地域端点，然后是区域端点

优先选择节点本地端点，地域端点，然后是区域端点，然后才是集群范围端点的一种服务。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376
  topologyKeys:
    - "kubernetes.io/hostname"
    - "topology.kubernetes.io/zone"
    - "topology.kubernetes.io/region"
    - "*"

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