Services Kubernetes : ClusterIP, NodePort, LoadBalancer et ExternalName

Introduction #

Présentation des services Kubernetes et de leur rôle.

Qu'est-ce qu'un Service ? #

Un Service dans Kubernetes est une abstraction réseau qui permet de connecter un ensemble de Pods à d'autres Pods ou à des applications externes. Il fournit une adresse IP stable et un mécanisme de découverte de services pour simplifier la communication dans un cluster.

À savoir : Cette leçon détaille les types de Services. Pour l'exposition HTTP complète (Ingress, Gateway API, TLS, déploiement canary), voir la leçon « Kubernetes : exposer ses applications » de la formation.

Pourquoi utiliser les Services ? #

Les Pods dans Kubernetes sont éphémères et leurs adresses IP peuvent changer. Les Services assurent une connectivité persistante et fiable, même lorsque des Pods sont recréés ou déplacés.

Types de Services #

Les différents types de services disponibles dans Kubernetes:

ClusterIP #

Le type ClusterIP est le mode par défaut. Il rend le service accessible uniquement à l'intérieur du cluster Kubernetes via une adresse IP interne.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: clusterip-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080

Comme c'est le type par défaut, vous pouvez omettre type: ClusterIP dans votre configuration.

NodePort #

Le type NodePort expose le service sur un port spécifique de chaque nœud du cluster, permettant un accès externe direct.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nodeport-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30007

Kubernetes ouvre le même port (entre 30000 et 32767 par défaut) sur tous les nœuds du cluster. Un service NodePort inclut aussi une adresse ClusterIP : le trafic reçu sur <IP d'un nœud>:30007 est transmis aux pods sélectionnés, quel que soit le nœud qui les héberge. On le joint donc depuis l'extérieur par http://<IP-du-nœud>:30007.

LoadBalancer #

Le type LoadBalancer configure un équilibreur de charge externe pour exposer le service au public. Ce type est souvent utilisé dans les environnements cloud.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: loadbalancer-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080

Kubernetes demande au fournisseur cloud (ou à MetalLB sur site) un équilibreur de charge externe avec sa propre adresse IP. Celui-ci envoie le trafic vers les nœuds ; pour cela, un service de type LoadBalancer crée aussi automatiquement un NodePort et une ClusterIP. L'adresse obtenue apparaît dans la colonne EXTERNAL-IP de kubectl get svc.

ExternalName #

Le type ExternalName mappe un service Kubernetes à un nom DNS externe. Il est utilisé pour rediriger le trafic vers des services non Kubernetes.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: externalname-service
spec:
  type: ExternalName
  externalName: my.external.service.com

Mappe le service au contenu du champ externalName (par exemple foo.bar.example.com), en renvoyant un enregistrement CNAME avec sa valeur. Aucun proxy d'aucune sorte n'est mis en place.

Composants clés #

Les éléments essentiels dans la configuration d'un service.

Sélecteurs et Pods cibles #

Les services utilisent des sélecteurs pour associer les Pods cibles à un service. Les étiquettes (labels) des Pods sont utilisées pour cette correspondance.

selector:
  app: my-app

Ports #

Les services définissent deux types de ports :

Port : Port sur lequel le service écoute.
TargetPort : Port sur lequel les Pods cibles écoutent.

Endpoints #

Les endpoints représentent les adresses IP et les ports des Pods qui répondent au service. Ils sont automatiquement mis à jour lorsque les Pods changent.

Bonnes pratiques #

Conseils pour une utilisation optimale des services.

Utilisez des étiquettes claires #

Assurez-vous que les étiquettes utilisées pour les sélecteurs sont descriptives et cohérentes pour éviter des correspondances incorrectes.

Sécurisez vos services #

Utilisez des politiques réseau (NetworkPolicies) pour contrôler l'accès aux services sensibles et limiter l'exposition.

Supervisez vos endpoints #

Surveillez régulièrement les endpoints des services pour détecter les anomalies ou les Pods non opérationnels.

Conclusion #

Résumé sur l'importance des services Kubernetes.

Les Services sont un composant essentiel dans Kubernetes, permettant une communication réseau fiable et stable entre les Pods, ainsi qu'avec le monde extérieur. En utilisant correctement les différents types de services, vous pouvez garantir une connectivité efficace et une gestion optimale de vos applications dans le cluster.