Hoe wordt load balancing geïmplementeerd in…

De load balancing in Kubernetes wordt op meerdere niveaus geïmplementeerd:

Service (op Kube-proxy-niveau):
- Elke Pod in de Service krijgt een uniek IP-adres.
- Kube-proxy, dat op elke knooppunt draait, bewaakt wijzigingen in Service en EndpointSlice.
- Het configureert regels voor het doorsturen van verkeer (iptables, ipvs) naar het cluster-IP-adres van de Service.
- Het verkeer dat naar het cluster-IP van de Service gaat, wordt verdeeld over de Pods van die Service volgens het gekozen algoritme (standaard Round Robin).
- Er zijn twee modi voor Kube-proxy: iptables (standaard, gebaseerd op Linux netfilter) en ipvs (efficiënter voor grote clusters, gebaseerd op Virtual Server API).
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app # Selecteert Pods met het label app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80 # Poort op de Service
      targetPort: 8080 # Poort op Pods
```

Ingress (op L7-niveau):

Werkt als een enkel toegangspunt voor extern HTTP/S load balancing.
Een Ingress-controller (bijvoorbeeld Nginx Ingress Controller) is nodig om de regels te implementeren.
Verkeert verkeer door op basis van URL-pad, hostnaam en andere L7-regels.
Maakt het mogelijk om verschillende load balancing-strategieën, SSL-terminatie, virtual hosting op basis van naam te implementeren.

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 # Stuurt verkeer naar deze Service
            port:
              number: 80

LoadBalancer Service (op cloud provider-niveau):
- Bij het maken van een Service met het type LoadBalancer, communiceert Kubernetes met de API van de cloud provider (AWS, GCP, Azure, etc.).
- De provider maakt een externe load balancer aan die verkeer naar de knooppunten van het cluster leidt.
- Vervolgens leidt Kube-proxy het verkeer door naar Pods binnen het cluster.
- Dit type Service biedt externe toegang en load balancing op L4 (TCP/UDP) of L7 (HTTP/S), afhankelijk van de provider.
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-external-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
  type: LoadBalancer # Maakt een externe load balancer
```
Aangepaste load balancers (bijvoorbeeld, HAProxy, Nginx als Pod):
- Kan binnen het cluster worden uitgerold als Deployment en Service (ClusterIP of NodePort).
- Configureer extern verkeer naar deze Service.
- De load balancer verdeelt het verkeer onder andere Pods.

Op deze manier biedt Kubernetes een meerlagige aanpak voor load balancing, die ingebouwde mechanismen (Service, Kube-proxy) combineert met externe oplossingen (Ingress, cloud provider load balancers) en de mogelijkheid om aangepaste load balancers uit te rollen.

Hoe wordt load balancing geïmplementeerd in Kubernetes?