Ինչպես է իրականացվում բեռի հավասարակշռությունը Kubernetes-ում?

Կուբերնետեսում բեռի հավասարակշռումը իրականացվում է մի քանի մակարդակներում:

1. Ծառայություն (Kube-proxy մակարդակում):

   • Յուրաքանչյուր Pod ստանում է յուրահատուկ IP հասցե:
   • Kube-proxy, որը աշխատում է յուրաքանչյուր հանգույց, հետևում է ծառայության և EndpointSlice փոփոխություններին:
   • Կարգավորում է երթևեկության ուղղման կանոններ (iptables, ipvs) ծառայության կլաստերային IP հասցեին:
   • Երթևեկությունը, որը հասնում է ծառայության կլաստերային IP-ին, հավասարաչափ բաշխվում է այդ ծառայության Pods միջև ընտրված ալգորիթմով (դեպքում՝ Round Robin):
   • Kube-proxy-ի երկու ռեժիմ կա՝ iptables (ստանդարտ, Linux netfilter-ի վրա հիմնված) և ipvs (ավելի արդյունավետ մեծ կլաստերների համար, Virtual Server API-ի վրա հիմնված):

   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
     name: my-service
   spec:
     selector:
       app: my-app # Ընտրում է Pods, որոնք նշված են app: my-app
     ports:
       - protocol: TCP
         port: 80 # Ծառայության պորտը
         targetPort: 8080 # Pod-երի պորտը
   

2. Ingress (L7 մակարդակում):

   • Գործում է որպես միակ մուտքի կետ՝ արտաքին HTTP/S երթևեկության բալանսավորման համար:
   • Պահանջվում է Ingress վերահսկիչ (օրինակ՝ Nginx Ingress Controller)՝ կանոնների իրականացման համար:
   • Հետևում է երթևեկությունը URL ուղու, հոստի անունի և այլ L7 կանոնների հիման վրա՝ ուղղորդելով այն կոնկրետ ծառայության:
   • Позволяет реализовать различные стратегии балансировки, SSL termination, Name-based virtual hosting.

   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 # Ուղղորդում է երթևեկությունը այս ծառայությանը
               port:
                 number: 80
   

3. LoadBalancer Service (Cloud Provider մակարդակում):

   • Երբ ստեղծվում է LoadBalancer տիպի ծառայություն, Kubernetes-ը հաղորդակցվում է ամպային պրովայդերի API-ի հետ (AWS, GCP, Azure և այլն):
   • Պրովայդերը ստեղծում է արտաքին բալանսավորիչ, որը ուղղորդում է երթևեկությունը կլաստերի հանգույցների վրա:
   • Այնուհետև Kube-proxy-ն ուղղորդում է երթևեկությունը Pods-ների վրա:
   • Այս տիպի ծառայությունը ապահովում է արտաքին մուտք և բալանսավորում L4 (TCP/UDP) կամ L7 (HTTP/S) մակարդակներում՝ պրովայդերի վրա հիմնված:

   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
     name: my-external-service
   spec:
     selector:
       app: my-app
     ports:
       - protocol: TCP
         port: 80
         targetPort: 8080
     type: LoadBalancer # Ստեղծում է արտաքին բալանսավորիչ
   

4. Հարմարեցված Load Balancers (օրինակ՝ HAProxy, Nginx Pod-եր):

   • Կարող է տեղակայել բալանսավորիչ ներսում՝ որպես Deployment և Service (ClusterIP կամ NodePort):
   • Կարգավորում է արտաքին երթևեկությունը այս Service-ի վրա:
   • Բալանսավորիչը ինքնուրույն կբաշխի երթևեկությունը մյուս Pod-երի միջև:

Այսպիսով, Kubernetes-ն առաջարկում է բազմաշերտ մոտեցում բեռի հավասարակշռմանը՝ համատեղելով ներքին մեխանիզմներ (Service, Kube-proxy) արտաքին լուծումների (Ingress, Cloud Provider Load Balancers) և սեփական բալանսավորիչների տեղակայման հնարավորությունը։