Wie wird die Lastverteilung in Kubernetes…

Das Lastenausgleichssystem in Kubernetes wird auf mehreren Ebenen implementiert:

Service (auf Kube-proxy-Ebene):
- Jeder Pod im Service erhält eine eindeutige IP-Adresse.
- Kube-proxy, das auf jedem Knoten läuft, überwacht Änderungen im Service und EndpointSlice.
- Es konfiguriert Weiterleitungsregeln (iptables, ipvs) auf die Cluster-IP des Service.
- Der eingehende Traffic auf die Cluster-IP des Service wird nach dem gewählten Algorithmus (Standard Round Robin) auf die Pods verteilt.
- Es gibt zwei Betriebsmodi für Kube-proxy: iptables (Standard, basierend auf Linux netfilter) und ipvs (leistungsfähiger für große Cluster, basierend auf Virtual Server API).
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app # Wählt Pods mit dem Label app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80 # Port des Service
      targetPort: 8080 # Port der Pods
```

Ingress (auf L7-Ebene):

Funktioniert als einheitlicher Eingangspunkt für externes HTTP/S-Load-Balancing.
Erfordert einen Ingress-Controller (z.B. Nginx Ingress Controller) zur Implementierung der Regeln.
Leitet den Traffic basierend auf URL-Pfad, Hostname und anderen L7-Regeln an einen bestimmten Service im Cluster weiter.
Ermöglicht die Implementierung verschiedener Load-Balancing-Strategien, SSL-Terminierung, Virtual Hosting anhand von Namen.

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 # Leitet den Traffic an diesen Service weiter
            port:
              number: 80

LoadBalancer Service (auf Cloud-Provider-Ebene):
- Beim Erstellen eines Service vom Typ LoadBalancer interagiert Kubernetes mit der API des Cloud-Anbieters (AWS, GCP, Azure usw.).
- Der Anbieter erstellt einen externen Load Balancer, der den Traffic an die Cluster-Knoten weiterleitet.
- Anschließend leitet Kube-proxy den Traffic an die Pods im Cluster weiter.
- Dieser Service-Typ bietet externen Zugriff und Load Balancing auf L4 (TCP/UDP) oder L7 (HTTP/S) Ebene, abhängig vom Anbieter.
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-external-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer # Erstellt einen externen Load Balancer
```
Benutzerdefinierte Load Balancer (z.B. HAProxy, Nginx als Pods):
- Kann einen Load Balancer innerhalb des Clusters als Deployment und Service (ClusterIP oder NodePort) bereitstellen.
- Externen Traffic auf diesen Service konfigurieren.
- Der Load Balancer verteilt den Traffic auf andere Pods.

Auf diese Weise bietet Kubernetes einen mehrstufigen Ansatz für das Load Balancing, der eingebaute Mechanismen (Service, Kube-proxy) mit externen Lösungen (Ingress, Cloud-Provider-Load-Balancer) kombiniert und die Möglichkeit bietet, benutzerdefinierte Load Balancer bereitzustellen.

Wie wird die Lastverteilung in Kubernetes implementiert?