--- layout: blog title: "Kubernetes 1.29 新的 Alpha 特性:Service 的负载均衡器 IP 模式" date: 2023-12-18 slug: kubernetes-1-29-feature-loadbalancer-ip-mode-alpha --- **作者:** [Aohan Yang](https://github.com/RyanAoh) **译者:** Allen Zhang 本文介绍 Kubernetes 1.29 中一个新的 Alpha 特性。 此特性提供了一种可配置的方式用于定义 Service 的实现方式,本文中以 kube-proxy 为例介绍如何处理集群内从 Pod 到 Service 的流量。 ## 背景 在 Kubernetes 早期版本中,kube-proxy 会拦截指向 `type: LoadBalancer` Service 关联 IP 地址的流量。这与你为 `kube-proxy` 所使用的哪种模式无关。 这种拦截实现了预期行为(流量最终会抵达服务后挂载的端点)。这种机制取决于 kube-proxy 的模式,在 Linux 中,运行于 iptables 模式下的 kube-proxy 会重定向数据包到后端端点;在 ipvs 模式下, kube-proxy 会将负载均衡器的 IP 地址配置到节点的一个网络接口上。采用这种拦截有两个原因: 1. **流量路径优化:** 高效地重定向 Pod 流量 - 当 Pod 中的容器发送指向负载均衡器 IP 地址的出站包时, 会绕过负载均衡器直接重定向到后端服务。 2. **处理负载均衡数据包:** 有些负载均衡器发送的数据包设置目标 IP 为负载均衡器的 IP 地址。 因此,这些数据包需要被直接路由到正确的后端(可能不在该节点本地),以避免回环。 ## 问题 然而,上述行为存在几个问题: 1. **[源 IP(Source IP)](https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/79783):** 一些云厂商在传输数据包到节点时使用负载均衡器的 IP 地址作为源 IP。在 kube-proxy 的 ipvs 模式下, 存在负载均衡器健康检查永远不会返回的问题。原因是回复的数据包被转发到本地网络接口 `kube-ipvs0`(绑定负载均衡器 IP 的接口)上并被忽略。 2. **[负载均衡器层功能缺失](https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/66607):** 某些云厂商在负载均衡器层提供了部分特性(例如 TLS 终结、协议代理等)。 绕过负载均衡器会导致当数据包抵达后端服务时这些特性不会生效(导致协议错误等)。 即使新的 Alpha 特性默认关闭,也有[临时解决方案](https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/66607#issuecomment-474513060), 即为 Service 设置 `.status.loadBalancer.ingress.hostname` 以绕过 kube-proxy 绑定。 但这终究只是临时解决方案。 ## 解决方案 总之,为云厂商提供选项以禁用当前这种行为大有裨益。 Kubernetes 1.29 版本为 Service 引入新的 Alpha 字段 `.status.loadBalancer.ingress.ipMode` 以解决上述问题。 该字段指定负载均衡器 IP 的运行方式,并且只有在指定 `.status.loadBalancer.ingress.ip` 字段时才能指定。 `.status.loadBalancer.ingress.ipMode` 可选值为:`"VIP"` 和 `"Proxy"`。 默认值为 `VIP`,即目标 IP 设置为负载均衡 IP 和端口并发送到节点的流量会被 kube-proxy 重定向到后端服务。 这种方式保持 kube-proxy 现有行为模式。`Proxy` 用于阻止 kube-proxy 在 ipvs 和 iptables 模式下绑定负载均衡 IP 地址到节点。 此时,流量会直达负载均衡器然后被重定向到目标节点。转发数据包的目的值配置取决于云厂商的负载均衡器如何传输流量。 - 如果流量被发送到节点然后通过目标地址转换(`DNAT`)的方式到达 Pod,目的地应当设置为节点和 IP 和端口; - 如果流量被直接转发到 Pod,目的地应当被设置为 Pod 的 IP 和端口。 ## 用法 开启该特性的必要步骤: - 下载 [Kubernetes 最新版本](https://kubernetes.io/releases/download/)(`v1.29.0` 或更新)。 - 通过命令行参数 `--feature-gates=LoadBalancerIPMode=true` 在 kube-proxy、kube-apiserver 和 cloud-controller-manager 开启特性门控。 - 对于 `type: LoadBalancer` 类型的 Service,将 `ipMode` 设置为合适的值。 这一步可能由你在 `EnsureLoadBalancer` 过程中选择的 cloud-controller-manager 进行处理。 ## 更多信息 - 阅读[指定负载均衡器状态的 IPMode](/zh-cn/docs/concepts/services-networking/service/#load-balancer-ip-mode)。 - 阅读 [KEP-1860](https://kep.k8s.io/1860) - [让 Kubernetes 感知负载均衡器的行为](https://github.com/kubernetes/enhancements/tree/b103a6b0992439f996be4314caf3bf7b75652366/keps/sig-network/1860-kube-proxy-IP-node-binding#kep-1860-make-kubernetes-aware-of-the-loadbalancer-behaviour) _(sic)_。 ## 联系我们 通过 [Slack](https://slack.k8s.io/) 频道 [#sig-network](https://kubernetes.slack.com/messages/sig-network), 或者通过[邮件列表](https://groups.google.com/forum/#!forum/kubernetes-sig-network)联系我们。 ## 特别鸣谢 非常感谢 [@Sh4d1](https://github.com/Sh4d1) 的原始提案和最初代码实现。 我中途接手并完成了这项工作。同样我们也向其他帮助设计、实现、审查特性代码的贡献者表示感谢(按首字母顺序排列): - [@aojea](https://github.com/aojea) - [@danwinship](https://github.com/danwinship) - [@sftim](https://github.com/sftim) - [@tengqm](https://github.com/tengqm) - [@thockin](https://github.com/thockin) - [@wojtek-t](https://github.com/wojtek-t)