Service 类型：ClusterIP、NodePort 与 LoadBalancer

Kubernetes Service 为一组 Pod 提供稳定的端点。然而，并非所有服务都需要以相同的方式暴露。后端 API 使用的数据库与面向公众的 Web 服务器在网络需求上大不相同。Kubernetes 通过提供不同类型的 Service 来满足这些多样化的需求，这些类型由 Service 清单中的 spec.type 字段控制。每种类型都提供了一种独特的访问模式。本节分析涵盖了三种主要类型：ClusterIP、NodePort 和 LoadBalancer。

ClusterIP：仅限集群内部通信

ClusterIP 是 Kubernetes 默认的 Service 类型。当你在创建 Service 时没有明确指定 type 时，就会得到一个 ClusterIP。这种类型将 Service 暴露在一个仅在集群内部可达的内部 IP 地址上。

这是最常用的 Service 类型，非常适合用于集群内部不同微服务之间的通信。例如，Web 应用程序的前端可能需要与后端的内置用户身份验证服务通信。由于身份验证服务不应直接暴露给外部互联网，因此 ClusterIP Service 是理想的选择。它提供了一个可靠的内部端点供其他 Pod 访问，同时与外部流量完全隔离。

以下是一个针对带有 app: my-api 标签的 Pod 的 ClusterIP Service 最小化配置清单：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-api-service
spec:
  # type: ClusterIP 是默认值，所以这一行是可选的
  type: ClusterIP
  selector:
    app: my-api
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080

在此配置中，集群内部的其他应用程序可以通过向 my-api-service:80 发送请求来访问 API Pod，Kubernetes 将处理匹配 Pod 之间的负载均衡。

ClusterIP 服务提供了一个私有的虚拟 IP，使其只能被运行在同一个 Kubernetes 集群中的其他工作负载访问。

NodePort：在每个节点上暴露服务

NodePort Service 类型是将应用程序暴露给外部流量的一种直接方式。当你将类型设置为 NodePort 时，Kubernetes 会在集群中的每个工作节点上，从预配置的范围（通常是 30000–32767）中分配一个静态端口。随后，通过访问任何节点的 IP 地址及该分配端口：<NodeIP>:<NodePort>，即可从集群外部访问该 Service。

当你创建一个 NodePort Service 时，Kubernetes 也会自动创建一个 ClusterIP Service。这意味着该 Service 仍然可以通过其 clusterIP 进行内部通信，同时也能通过节点端口暴露给外部。

这种类型通常用于开发和测试环境，或者用于不需要专用云负载均衡器的应用场景。然而，对于生产环境的 Web 服务来说，它并不常用，因为你需要管理连接到哪个节点 IP，而且如果客户端配置不当，节点宕机可能会导致访问中断。

以下是一个 NodePort Service 的清单示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-webapp-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-webapp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
      # nodePort: 30080 # 这是可选的。如果省略，Kubernetes 会分配一个随机端口。

通过此配置，你可以通过浏览器访问 http://<任何节点IP>:30080 来访问集群外部的 my-webapp 应用程序。

指向任何工作节点上 NodePort 的流量都会由 kube-proxy 转发到该 Service 的内部 ClusterIP，然后再路由到其中一个目标 Pod。

LoadBalancer：与云服务商集成

LoadBalancer Service 类型是将应用程序暴露给互联网的标准且最可靠的方式。此类型旨在与 AWS、Google Cloud 和 Azure 等云服务商的基础设施集成。

当你创建一个类型为 LoadBalancer 的 Service 时，你是在请求底层云平台配置一个外部网络负载均衡器。该负载均衡器会被分配一个稳定的公网 IP 地址，并自动配置为将外部流量路由到工作节点上该 Service 的 NodePort。

LoadBalancer Service 建立在其他两种类型之上。创建它时，Kubernetes 会自动创建 NodePort 和 ClusterIP Service 以处理内部路由。云负载均衡器仅提供稳定的公共入口点。

这是在受支持的云环境中运行面向生产的应用程序的首选方法。它处理健康检查并确保流量仅发送到健康的节点，提供了比单独使用 NodePort 更具弹性的设置。请注意，此类型依赖于服务商，除非你安装了可以模拟负载均衡器的特定控制器（如 MetalLB），否则它在本地环境或 Kind 等本地开发环境中将无法工作。

清单非常简单：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-production-app-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-production-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80

在云环境中应用此清单后，Service 的状态最终会更新，包含一个外部 IP 地址，这就是应用程序的公共入口点。

云服务商的负载均衡器将流量引导至集群节点上的 NodePort，为外部客户端提供单一且稳定的公网 IP 地址。

Service 类型总结

选择合适的 Service 类型取决于你对应用程序访问需求的理解。

类型	访问范围	机制	常见用例
ClusterIP	仅限内部	集群内部的一个虚拟 IP。	后端服务、数据库、内部 API。
NodePort	通过节点 IP 外部访问	在每个节点上开启一个静态端口。	开发、测试、演示或简单的服务。
LoadBalancer	通过公网 IP 外部访问	配置一个外部负载均衡器（云端）。	需要公网访问的生产 Web 应用。

掌握了这些 Service 类型，你就可以有效地控制集群内部和来自外部的网络流量。下一步是学习应用程序如何使用这些稳定的端点进行服务发现。