Jak je implementováno vyvažování zátěže v Kubernetes…

Vyvažování zátěže v Kubernetes je realizováno na několika úrovních:

Služba (na úrovni Kube-proxy):
- Každý Pod ve službě získává jedinečnou IP adresu.
- Kube-proxy, který běží na každém uzlu, sleduje změny ve službě a EndpointSlice.
- Nastavuje pravidla přesměrování provozu (iptables, ipvs) na clusterovou IP adresu služby.
- Provoz směřující na clusterovou IP adresu služby je rozdělen mezi Pods této služby podle vybraného algoritmu (výchozí Round Robin).
- Existují dva režimy činnosti Kube-proxy: iptables (standardní, založené na Linux netfilter) a ipvs (výkonnější pro velké clustery, založené na Virtual Server API).
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app # Vybere Pods s označením app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80 # Port služby
      targetPort: 8080 # Port na Pods
```

Ingress (na úrovni L7):

Funguje jako jednotný vstupní bod pro externí vyvažování HTTP/S provozu.
Vyžaduje kontrolér Ingress (například Nginx Ingress Controller) pro implementaci pravidel.
Směřuje provoz na konkrétní službu uvnitř clusteru na základě cesty URL, názvu hostitele a dalších pravidel L7.
Umožňuje implementovat různé strategie vyvažování, ukončení SSL, virtuální hosting podle názvu.

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
spec:
  rules:
  - host: myapp.example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: my-service # Směřuje provoz na tuto službu
            port:
              number: 80

LoadBalancer Service (na úrovni poskytovatele cloudových služeb):
- Při vytvoření služby typu LoadBalancer Kubernetes komunikuje s API cloudového poskytovatele (AWS, GCP, Azure atd.).
- Poskytovatel vytvoří externí vyvažovač zátěže, který směřuje provoz na uzly clusteru.
- Poté Kube-proxy přesměruje provoz na Pods uvnitř clusteru.
- Tento typ služby zajišťuje externí přístup a vyvažování zátěže na úrovni L4 (TCP/UDP) nebo L7 (HTTP/S) v závislosti na poskytovateli.
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-external-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer # Vytvoří externí vyvažovač zátěže
```
Vlastní Load Balancers (například HAProxy, Nginx jako Pod):
- Lze nasadit load balancer uvnitř clusteru jako Deployment a Service (ClusterIP nebo NodePort).
- Nastavit externí provoz na tento Service.
- Load balancer bude sám rozdělovat provoz mezi další Pod.

Tímto způsobem Kubernetes nabízí vícestupňový přístup k vyvažování zátěže, kombinující vestavěné mechanismy (Service, Kube-proxy) s externími řešeními (Ingress, cloudové Load Balancers) a možností nasadit vlastní load balancery.

Jak je implementováno vyvažování zátěže v Kubernetes?