Kubernetes为什么在NodePort的服务中使用3个端口，而不仅仅是2个

问题描述

在创建一个使用YAML清单的NodePort服务时，注意到需要输入三个端口参数：port、targetPort和NodePort。以下是一个示例清单：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nodeportdeployment5
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: whatever
  ports:
    - name: someContainer-listening-on-111
      port: 49699
      targetPort: 111
      nodePort: 30007
    - name: someContainer-listening-on-5432
      port: 5432
      targetPort: 5432
      nodePort: 30008

在上述示例中，有两个容器在标有whatever的Pod中运行，一个监听111端口，另一个监听5432端口。用户想要了解为什么在NodePort服务中需要通过Service来进行端口转发，而不能直接通过Cluster IP将请求转发到Pod。

解决方案

Kubernetes设计NodePort服务时使用三个端口（port、targetPort和NodePort）是为了提供更多的灵活性和管理能力。以下是解决方案的详细说明：

Cluster IP 和 NodePort 的作用

• Cluster IP：每个Service都会被分配一个Cluster IP，这个IP只在集群内部可用，用于在集群内的其他对象（比如其他Pod）之间提供服务发现和通信。对外部网络不可见。
• NodePort：NodePort是一个在每个节点上都会打开的端口，它将外部流量引导到Cluster IP。这允许外部网络能够访问服务。

为什么需要Service？

在Kubernetes中，Service充当了几个重要的角色：
1. 负载均衡和服务发现：Service允许将流量平衡到多个Pod上，实现负载均衡，确保每个Pod都能够接收到一定比例的流量。它还提供了稳定的虚拟IP地址，让其他Pod能够通过该IP地址找到服务。
2. Pod的动态性：Pod的IP地址可能会在重新调度或扩展时发生变化，但Service的Cluster IP是稳定的。Service充当了一个抽象层，帮助你隐藏底层Pod的变化，使得其他对象无需关心Pod IP的变化。
3. 多端口支持：一个Service可以将外部流量引导到多个端口，每个端口可以对应不同的Pod，以满足不同的需求。

为什么需要targetPort？

• targetPort：它指定了Pod内部的容器应该监听的端口。一个Pod可能运行多个容器，每个容器可能监听不同的端口。通过指定targetPort，Service可以将外部流量正确引导到Pod内部的特定容器。

综合原因

综合来看，Kubernetes使用三个端口（port、targetPort和NodePort）的设计为以下方面提供了便利和灵活性：
– 通过Cluster IP提供了稳定的服务发现和通信机制。
– 使用Service实现了负载均衡，使得多个Pod能够共享流量。
– 通过targetPort确保外部流量被正确引导到Pod内部容器的特定端口。
– 使用NodePort将外部流量引导到Cluster IP，实现了外部网络与服务的连接。

虽然设计中增加了一层Service，但这个层次的抽象和管理能力为Kubernetes集群中的服务提供了更多的优势，使得服务的发现、负载均衡和变动管理变得更加便捷。

总结

Kubernetes为NodePort服务使用三个端口（port、targetPort和NodePort）的设计是为了在服务发现、负载均衡和Pod动态性方面提供更好的支持。通过Service的抽象层，集群能够实现稳定的服务通信和负载均衡，同时通过targetPort确保外部流量被正确引导到Pod内部容器的特定端口。这个设计为Kubernetes的灵活性和管理能力增添了不少优势。